Forschungszentrum BIFOLD: Künstliche Intelligenz made in Berlin

Wie kann Künstliche Intelligenz unser Leben verbessern? Wie generiert die KI neues Wissen, um etwa in der Chemie und in der Medizin neue Erkenntnisse zu gewinnen? Und welche theoretischen und algorithmischen Grundlagen für das Datenmanagement und für das Maschinelle Lernen braucht es – gerade an den Schnittstellen der beiden Gebiete –, damit KI Antworten auf diese Fragen geben kann?

Darum dreht sich die Forschung am Berlin Institute for the Foundations für Learning and Data (BIFOLD), das am Freitagnachmittag feierlich eröffnet wurde. Das KI-Kompetenzzentrum wird seit diesem Sommer dauerhaft vom Bund und vom Land Berlin gefördert. Und das galt es an der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften mit einem Forschungssymposium und einem Festakt zu würdigen.

„BIFOLD leistet nicht nur einen großen Beitrag zum Forschungsrenommee der TU Berlin, sondern bietet den Berliner Studierenden auch die einmalige Chance, aktuelle Spitzenforschung im Zukunftsfeld KI hautnah mitzuerleben und mitzugestalten“, erklärte Geraldine Rauch, die Präsidentin der Technischen Universität Berlin. Angesiedelt ist BIFOLD an der TU, flankiert wird es von einem Konsortium, zu dem die anderen großen Berliner Unis, die Charité, die Uni Potsdam, die Fraunhofer Institute HHI und Fokus, das Zuse-Institut Berlin sowie drei Max-Planck-Institute gehören.

Eines von fünf Nationalen KI-Kompetenzzentren

Die Regierende Bürgermeisterin Franziska Giffey (SPD) nannte das Zentrum in ihrem Grußwort einen „Leuchtturm für unsere Forschung in der Metropole Berlin“. Dieser Leuchtturm ist über Jahre gewachsen: Hervorgegangen ist er aus dem Berlin Big Data Center und dem Berliner Zentrum für Maschinelles Lernen, die vom Bund seit 2014 beziehungsweise seit 2018 finanziert wurden. Aus der Zusammenlegung wurde 2020 BIFOLD als eines von fünf Nationalen KI-Kompetenzzentren. Diese erhielten zunächst eine Projektförderung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Am 1. Juli dieses Jahres wurden die Zentren dann in eine dauerhafte institutionelle Förderung von Bund und beteiligten Ländern überführt. Außer Berlin liegen die Standorte in München, Dortmund/Rhein-Ruhr, Dresden/Leipzig sowie in Tübingen. Vereinbart ist eine Gesamtförderung von 100 Millionen Euro jährlich, um in Deutschland international führende Zentren der KI-Forschung aufzubauen.

Das Berliner Zentrum erhält jährlich 22 Millionen Euro – jeweils zur Hälfte vom Bund und vom Land Berlin. Als institutionelle Kooperationspartnerin des hochschulübergreifenden Zentralinstituts hervorgehoben ist die Charité – Universitätsmedizin Berlin. Gemeinsam will man die Digitalisierung in der Medizin weiter vorantreiben.

Heyo Kroemer, Vorstandsvorsitzender der Charité, bezeichnet die Kooperation als große Chance für die Gesundheitsstadt Berlin: „Die Digitalisierung und Strukturierung der klinischen Daten ist die Basis der modernen Medizin. Um diese Prozesse jedoch effektiv in der Patientenversorgung zu nutzen, müssen sie substanziell verbessert werden, es braucht modernste Datenanalyseverfahren, die in Form von Big Data- und KI-Technologien von BIFOLD entwickelt werden.“

© BIFOLD/Michael Setzpfandt

Die Regierende Bürgermeisterin hatte eine Bitte in die Akademie der Wissenschaft mitgebracht: „Erklären Sie auch den normalen Leuten hier in Berlin, was Sie tun, um unser Leben zu verbessern.“ Dieser Aufforderung Giffeys kam Klaus-Robert Müller, gemeinsam mit Volker Markl Direktor des Zentrums, in seiner Präsentation des BIFOLD-Programms nach. Prinzipiell werde Grundlagenforschung zur Künstlichen Intelligenz betrieben, die allerdings schneller in die Anwendung komme, als sonst in der Wissenschaft üblich.

Ein Beispiel ist das Machine Learning in der Lungenkrebs-Diagnostik, wo Therapie-Erfolge aufgrund von unzähligen Ergebnissen von Biopsien vorhergesagt werden. Dabei können etwa KI-basierte Mikroskope von Krebs befallenes Gewebe erkennen. „Molekulares Tumor-Profiling und Maschinenlernen hilft, diagnostische Probleme zu lösen“, sagte Müller. Überlebenswichtig sei das beispielsweise bei der Frage, ob es sich um primären Krebs oder um Metastasen handele.

Ein Ziel: technologische Souveränität gegenüber Internet-Konzernen

Volker Markl resümierte Erfolge der Berliner KI-Forschung, zu denen die Marktreife von „Apache Flink“ gehört, einer seit 2008 von Studierenden der TU Berlin entwickelten Datenfluss-Engine, die Datenströme und Stapeldateien verarbeitet. Mittlerweile werde die Open-Source-Software von zahlreichen Beiträgern weltweit optimiert. „Apache Flink“ lässt sich etwa für die Echtzeitanalyse von Finanztransaktionen oder für die Auswertung des Kundenverhaltens auf Internetseiten nutzen. Eingesetzt wird die „Maschine“ auch von etlichen Start-ups. Deren Gründung aktiv zu fördern, ist ein Anliegen von BIFOLD.

Ein übergeordnetes Ziel des Programms ist es, die Erforschung der technologischen Grundlagen der Künstlichen Intelligenz, die vorrangig von Techgiganten wie Amazon, Apple und Meta betrieben wird, an den öffentlichen Universitäten zu etablieren. „Wir wollen auch bei Künstlicher Intelligenz technologische Souveränität. Dafür benötigen wir exzellente Forschung, zügigen Transfer und belastbare Strukturen“, erklärte Judith Pirscher, Staatssekretärin im BMBF, in einer Videobotschaft.

An den fünf deutschen Zentren zu arbeiten, soll für international renommierte KI-Forschende attraktiv sein – trotz der Konkurrenz in der freien Wirtschaft. Zu ihren Aufgaben gehört es neben der Forschung, die KI-Expert:innen der Zukunft auszubilden. „Über 160 Doktorand:innen und über 420 Masterstudierende wurden im Rahmen der beiden Vorläuferprojekte bereits ausgebildet. Jedes Jahr hören rund 1800 Studierende die Big Data Management und Machine Learning Einführungsvorlesungen an der TU Berlin“, berichtete TU-Präsidentin Rauch.

BIFOLD selbst hat heute neun Forschergruppen, vier Forschungslabore, zwei Forschungstrainingsgruppen, beschäftigt über 30 „Fellows“ und zwölf Promovierende in einer Graduate School. Die beiden Direktoren nennen es ihre „Mission“, ein Forschungsumfeld zu schaffen, „dass attraktiv genug ist, um die klügsten Köpfe der KI nach Berlin zu ziehen und gemeinsam innovative, effiziente, nachhaltige und erklärbare KI Systeme zu entwickeln“.