ELLIS fördert Exzellenz in der europäischen KI-Forschung

Das Institute of Science and Technology Austria (ISTA) ist Standort für die ELLIS Unit Vienna, eine lokal organisierte Einheit des European Laboratory for Learning and Intelligent Systems (ELLIS). Als Mitglied dieses europaweiten Exzellenznetzwerks für künstliche Intelligenz (KI) zeichnet sich die Unit durch ihr breites Spektrum und ihre Interdisziplinarität aus. Im ISTA-Ökosystem gut verankert, fördert die Unit die Grundlagen und Anwendungen des maschinellen Lernens (ML) in der Wissenschaft.

Die Welt von heute ist geprägt von den rasanten Fortschritten in den Bereichen künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML), die wir in den letzten Jahren erlebt haben. Diese Technologien, die uns umgeben, sind jedoch nur durch das Zusammenspiel der akademischen und der industriellen Sphäre entstanden. In dieser Hinsicht haben europäische akademische Forscher:innen an der Spitze des Feldes schon früh verstanden, dass ihr Kontinent einen einzigartigen Vorteil bietet: die Möglichkeit, KI-Entwicklungen im öffentlich-finanzierten Bereich zu gestalten. Aus dieser Idee entstand eine europaweite Basisbewegung, aus der das European Laboratory for Learning and Intelligent Systems (ELLIS) hervorging, ein Synonym für Spitzenleistungen in der KI- und ML-Forschung in Europa.

Akademische Freiheit in der KI-Forschung

Mit dem Ziel, die Grenzen der europäischen KI-Forschung und ML-Anwendungen in der Wissenschaft voranzutreiben, legte diese Bewegung europäischer Forscher:innen im Jahr 2018 den Grundstein für ELLIS. Institute of Science and Technology Austria (ISTA) Professor Christoph Lampert, ein Experte für künstliche Intelligenz und Computer Vision, übernahm die Leitung der ELLIS Unit Vienna am ISTA. Diese gehörte zu den ersten Gruppen, die innerhalb eines Jahres gegründet wurden. „Gemeinsam mit Kolleg:innen aus ganz Europa haben wir eine hohe Priorität auf die Entwicklung der KI-Forschung auf unserem Kontinent gesetzt. Wir wussten, dass die KI-Forschung in Europa eine Schlüsselrolle zum Ausgleich rein industrieller Interessen spielen würde“, sagt Lampert. Daher sollen die ersten ELLIS-Einheiten dazu beitragen, die KI-Fortschritte durch Forschung im öffentlichen Bereich mitzugestalten. „Mit ELLIS wollen wir die akademische Freiheit in der KI-Forschung betonen. Wir sind davon überzeugt, dass wissenschaftliche Exzellenz in einem von Neugier getriebenen Forschungsumfeld gedeiht“, fügt Lampert hinzu.

Fünf Jahre Spitzenleistungen am ISTA

Seit dem Start mit sechs ISTA-Professor:innen im Jahr 2019 ist die ELLIS Unit Vienna auf acht Professor:innen und mehrere Kooperationspartner:innen angewachsen. Die Forschungsgruppen von Dan Alistarh, Alex Bronstein, Monika Henzinger, Vladimir Kolmogorov, Christoph Lampert, Francesco Locatello, Marco Mondelli und Matthew Robinson erforschen die Theorie und die Grundlagen des maschinellen Lernens, ML-Anwendungen zur Beschleunigung des wissenschaftlichen Fortschritts in verschiedenen Disziplinen und die Weiterentwicklung von ML in der Technologie. Die Kernprofessor:innen der ELLIS Unit Vienna haben unabhängig voneinander mehrere ERC-Grants erhalten, von denen sechs seit der Gründung des Referats im Jahr 2019 liefen, sowie Industrieförderungen.

Die ELLIS Unit Vienna zeichnet sich durch ihr breites Spektrum aus, das die Vielfalt und Interdisziplinarität vom ISTA widerspiegelt. Die ForscherInnen arbeiten an vier komplementären Achsen: Algorithmen und Theorie des maschinellen Lernens, Optimierung, Anwendungen in den Bereichen Computer Vision und Sprachmodellierung sowie weiteren Anwendungen in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen.

Talente mobilisieren und inspirieren

Eine der Stärken von ELLIS ist die zentrale Ausschreibung für vielversprechende Doktorand:innen, erklärt Francesco Locatello, stellvertretender Leiter der ELLIS Unit Vienna. In Verbindung mit dem Fokus auf Mobilität – einem zentralen Aspekt des ELLIS-PhD- und Postdoc-Programms – gewährt ELLIS jungen Talenten Zugang zu einem Netzwerk renommierter KI-Forscher:innen, Veranstaltungen und Workshops in ganz Europa. Dadurch, dass ELLIS-Doktorand:innen eine:n „primary host“ (Hauptgastgeber:in) an ihrer Heimatinstitution und eine:n „exchange host“ (Austausch-Gastgeber:in) an einer anderen Einrichtung haben müssen, fördert ELLIS Synergien zwischen mehreren ELLIS Units in Europa. „Der Prestigeaspekt von ELLIS verschafft uns einen Wettbewerbsvorteil bei der Anwerbung von Doktorand:innen in den Bereichen KI und ML“, sagt Locatello.

Ein gutes Beispiel für den Geist von ELLIS ist das Projekt des Doktoranden Riccardo Caddei unter dem Titel „Smoke and mirrors in causal downstream tasks“ (arXiv-Preprint). Diese Arbeit untersucht ein entscheidendes Problem bei kausalen Schlussfolgerungen – die Möglichkeit, dass sich Verzerrungen in nachgelagerte Aufgaben einschleichen, selbst wenn das zugrunde liegende Kausalmodell gut verstanden wird. An dieser Zusammenarbeit waren Locatello als Caddeis Hauptgastgeber am ISTA, Austauschgastgeberin Cordelia Schmid am Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique (Inria), Frankreich, und die Gruppe der Biologin Sylvia Cremer am ISTA beteiligt.

Am ISTA bringen zahlreiche Aktivitäten der ELLIS Unit die Menschen auf dem Campus zusammen, um einander über die neuesten Fortschritte im Bereich KI und ML zu informieren. Zu den Aktivitäten gehören Networking-Möglichkeiten auf dem Campus, das ELLIS Unit Lunch und regelmäßige ELLIS-Vorträge von renommierten internationalen Forscher:innen. Darüber hinaus präsentieren ELLIS-Doktorand:innen am ISTA ihre Forschungsergebnisse auf lokalen und internationalen Konferenzen. Dieses Jahr wurde die International Conference on Machine Learning (ICML 2024) in Wien veranstaltet. Daher nutzte die ELLIS Unit Vienna die Gelegenheit, dieses internationale Treffen mit einer ELLIS-Veranstaltung am ISTA, dem Future of Machine Learning Symposium, zu verbinden. Dieses Symposium brachte führende Köpfe aus Wissenschaft und Industrie am ISTA zusammen, um die neuesten Fortschritte und aufkommenden Trends auf diesem Gebiet zu durchleuchten.

Hochmoderner Rechencluster, Exzellenzcluster und ein Tech-Transfer-Ökosystem

Die ELLIS Unit Vienna ermöglicht nicht nur exzellente akademische KI-Forschung, sondern ist auch gut in das ISTA-Ökosystem eingebettet, zu dem auch xista gehört, die Drehscheibe für wissenschaftsbasierte Innovation und Technologietransfer auf dem Campus. Die diesjährige Konferenz zum Innovationsaustausch am ISTA, bigX, stand unter dem Thema „The Future of AI“. Teil dieses Ökosystems zu sein, fördert die Verbindung zwischen der ELLIS Unit Vienna und verschiedenen ML-Unternehmen und Start-ups in und um Wien. Die Mitglieder der ELLIS Unit Vienna haben auch Zugang zu modernster Recheninfrastruktur, wie z.B. einem wettbewerbsfähigen NVIDIA GPU Cluster für generative KI und maschinelles Lernen. Diese Ressource wird hauptsächlich von den Professor:innen der ELLIS Unit genutzt, ermöglicht aber auch Anwendungen in den Biowissenschaften, der Physik und der Computerwissenschaft. Ebenfalls in diesem Jahr wurden vier ISTA-Professoren, darunter drei Mitglieder der ELLIS Unit Vienna, zu Schlüsselforschern des Exzellenzclusters „Bilaterale KI“ ernannt, wodurch sich weitere Möglichkeiten zur Vernetzung und Zusammenarbeit in Österreich ergeben. Dieser Exzellenzcluster, an dem sechs österreichische Institute und Universitäten beteiligt sind, wurde mit 33 Millionen Euro für fünf Jahre ausgestattet, wovon 60 Prozent vom österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) beigesteuert werden.

 „ELLIS hat den Grundstein für ein europaweites KI-Netzwerk gelegt, um Fortschritte, technische Innovationen und positive gesellschaftliche Auswirkungen der Forschung im Bereich des maschinellen Lernens zu ermöglichen. Dieses einzigartige Netzwerk stärkt Europas Souveränität in der KI-Forschung. Die vielfältigen Synergien des ISTA machen unseren Standort besonders attraktiv für potenzielle Doktorand:innen und Postdocs, die unsere Mission begleiten und die Zukunft der KI- und ML-Forschung mitgestalten wollen“, so Locatello abschließend.