Internationale Grundlagenforschung in Berlin: Welche Chancen eröffnet Big Data?

Personalisierte Medizin, eine völlig neuartige Entwicklung der Materialforschung, die Optimierung von Lieferketten oder Produktionsabläufen und nicht zuletzt ganz neue Ansätze im Bereich Lehren und Lernen – das sind nur einige der KI-gestützten Innovationen, die in greifbarer Zukunft liegen.

In all diesen Bereichen betreibt das Berlin Institute for the Foundations of Learning and Data (BIFOLD) an der TU Berlin international wettbewerbsfähige Grundlagenforschung, gemeinsam mit seiner institutionellen Partnerin, der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Gefördert vom Bundesforschungsministerium und dem Land Berlin beschäftigt das Institut inzwischen rund 190 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in 13 Forschungsgruppen.

Fünf neue Professuren sind entstanden, davon vier an der TU Berlin. Zum 1. April 2025 wurde die erste BIFOLD-Professur an der Charité besetzt. Grégoire Montavon forscht und lehrt zum „Erklärbaren Maschinellen Lernen in der Medizin“. Sein Ziel ist es, die Entscheidungsgrundlagen der KI-Systeme – heute oft noch „Black Boxes“ – so zu gestalten, dass sie zurückzuverfolgen sind. Drei weitere BIFOLD-Professuren sind geplant: eine an der Charité und zwei an der TU Berlin.

„Berlin ist das Herzstück der KI-Entwicklung in Deutschland. Mit exzellenter Forschung – zum Beispiel bei BIFOLD, aber auch in unseren diversen Partner-Institutionen –, dem europaweit herausragenden Medizin-Standort, einer lebendigen Start-up-Szene und starken politischen Initiativen hat die Stadt das Potenzial, die KI-Metropole Europas zu werden. BIFOLD versteht sich als Anker dieses lebendigen Netzwerks“, erklärt Volker Markl, Professor für Datenbanken und Informationssysteme an der TU Berlin und Co-Direktor des BIFOLD.

Mehr Menschen nutzen KI

„Echte KI-Innovationen entstehen an der Schnittstelle von Maschinellem Lernen und Datenmanagement. Hier an der TU Berlin und an der Charité bilden wir die dafür dringend notwendigen Expertinnen und Experten aus“, so Klaus-Robert Müller, Professor für Maschinelles Lernen an der TU Berlin und ebenfalls Co-Direktor des Instituts. „Immer mehr Menschen nutzen KI – wir machen KI.“

Die Wissenschaft bei BIFOLD zeichnet sich durch Vielfältigkeit und Interdisziplinarität aus. Einen starken medizinischen Schwerpunkt bildet dabei die Charité als Partnerin. Die Entwicklung des ersten universellen End-to-End-Datenmanagementsystems für das sogenannte „Internet der Dinge“ ist ein weiteres Beispiel. Eine seiner vielen Anwendungsmöglichkeiten ist die Smart City: Dabei wird die Echtzeit-Verarbeitung von unterschiedlichsten Daten aus Satelliten, Kameras und Sensoren zur Analyse und Optimierung des Verkehrs genutzt.

Schutz vor Cyber-Angriffen

Das Thema Sicherheit steht ebenfalls auf der Forschungsagenda: BIFOLD-Forschende entwickeln intelligente Systeme, die Computer vor Angriffen schützen und Sicherheitsprobleme automatisch identifizieren. Dafür nutzen sie durchaus auch die Perspektive der Hacker, indem sie neuartige Angriffe auf maschinelle Lernsysteme simulieren und entsprechende Abwehrmechanismen entwickeln.

BIFOLD erforscht Grundlagen und kooperiert mit industriellen Partnern wie BASF, BSH, Google oder Siemens. So werden im Projekt „BASLearn“ Fragen aus Prozess- oder Quantenchemie untersucht, um neue mathematische Modelle und Algorithmen in die industrielle Anwendung zu bringen.