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Machine Learning and Deep Learning

Methoden des Machine Learning und Deep Learning kombinieren Ansätze aus Statistik und Informatik, um auch in komplexen Situationen Vorhersagen zu machen, zu Klassifizieren oder Muster zu erkennen.

Übersicht

Für viele aktuellen Fragestellungen sind die zugrundeliegenden Prozesse, Zusammenhänge und Wirkungsmechanismen qualitativ nur unvollständig verstanden und klassische theoriebasierte Modellansätze (z.B. physikalische oder klassisch statistische) stehen nicht zur Verfügung. Sind jedoch genügend Daten vorhanden, können moderne Algorithmen aus dem Machine Learning ohne explizite Spezifikation eines Modells trotzdem häufig gute Vorhersagen liefern.

Mittels Deep-Learning-Methoden wird an MRT-Bildern des Gehirns erkannt, ob es sich um einen Schlaganfall handelt.

Am IDP werden in Kombination mit klassischen statistischen Methoden (z.B. Regressionsanalyse) auch Methoden wie Random Forests, Boosting, Support Vector Machines und tiefe neuronale Netze (Deep Learning) eingesetzt, um komplexe Vorhersage- und Klassifikationsprobleme zu lösen. Sogenannte unüberwachte Lernalgorithmen bzw. Data-Mining-Methoden können ausserdem neue Strukturen und Muster in Datensätzen entdecken (z.B. Clusteranalyse).

Machine-Learning-Methoden eignen sich auch für die Analyse von Daten, die nicht in Tabellenform vorliegen, z.B. Textdaten oder Netzwerkstrukturen. Für digital vorliegende Bilder (z.B. in der medizinischen Diagnostik), Audiodaten oder ähnliche Signale liefert die jüngste Generation neuronaler Netze («Deep Learning») Ergebnisse mit bisher nicht erreichten, tiefen Fehlerraten.

Ausgewählte Projekte

  • Deep-Learning-basierte Klassifikation von histologischen Subtypen von Lungentumoren
    Deep-Learning-Methoden (hier Convolutional Neural Networks) können anhand von Bildern histologischer Schnitte verschiedene Arten Lungentumoren ähnlich gut wie ein Pathologe unterscheiden.
  • Artificial Intelligence in Real-Time-Simulations
    Deep-Learning Methoden (Reinforcement Learning Algorithmen mit Q-Learning) wurden eingesetzt, um eine optimale Handlungsstrategie in einer Echtzeitsimulation zu finden.

Ausgewählte Wirtschaftspartner

Ausgewählte Forschungspartner

Netzwerkzugehörigkeiten und Engagements

Konferenzen

Konferenzen, welche durch das IDP organisiert oder von Personen des IDP mitorganisiert wurden: