Ausschreibung Schwerpunktprogramm "Autonomes Lernen"

(PresseBox) (Bonn, ) Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung des Schwerpunktprogramms SPP 1527 "Autonomes Lernen" beschlossen. Als Laufzeit sind zwei dreijährige Förderperioden vorgesehen.

Die Erforschung der Grundlagen des Lernens hatte in den letzten Jahrzehnten beachtliche Erfolge vorzuweisen. Die Methoden des Maschinellen Lernens und der statistischen Lerntheorie sind heute aus vielen technischen und naturwissenschaftlichen Anwendungen nicht mehr wegzudenken. In der Praxis sind diese Methoden jedoch in erheblichen Maße von einem menschlichen Experten abhängig, der die Trainingsbeispiele auswählt und die Daten in einer vorverarbeiteten Form repräsentiert, der entscheidet, welcher Lernalgorithmus mit welchen Parametern angewandt wird, und der schließlich die Struktur und die intern genutzten Repräsentationen des Systems festlegt. Dies widerspricht der Intention, dass die Fähigkeit zu Lernen ein System flexibler und autonomer machen sollte, und verdeutlicht die Kluft zwischen dem momentanen Stand des Maschinellen Lernens und dem Lernen in biologischen Systemen.

Das neue Schwerpunktprogramm zielt auf neue Forschungsansätze in Richtung autonom lernender Systeme. Kernaspekte und Ziele des autonomen Lernens sind:

- die Unabhängigkeit des lernenden Systems von einem menschlichen Experten;
- die autonome Exploration und die aktive Suche nach Information statt des Lernens aus vorgegebenen Datensätzen;
- die autonome Formation geeigneter Repräsentationen. Ausgangspunkte und Basismethoden für die Erforschung solcher Lernprozesse bieten die existierenden Methoden des Maschinellen Lernens, vor allem des Reinforcement-Lernens, und der autonomen Robotik. Darauf aufbauend muss aber der nächste Schritt in Richtung vollständiger Autonomie des Lernsystems gemacht werden. Der Fokus des Programms liegt auf der Entwicklung neuer Theorie und Methoden für das autonome Lernen.

Zentrale Themenbereiche, in denen Projekte gefördert werden, sind folgende:

- Die autonome Entwicklung von Repräsentationen:
Wie können lernende Systeme inkrementell immer abstraktere Ebenen der Repräsentation von Stimuli, Handlungen und Prozessen aufbauen?
Wie kann ein "Curriculum" einer stufenweisen Entwicklung das Lernen entsprechender Abstraktionsebenen unterstützen?

- Exploration und autonome Systeme:

Wie können Systeme, statt von vorgegebenen Daten zu lernen, in der direkten Interaktion mit der Umwelt nach relevanten Daten suchen?
Wie können existierende Methoden des Aktiven Lernens und der Exploration im Reinforcement-Lernen in komplexere Umwelten übertragen werden?
Wie können hierarchische Handlungsstrukturen im Rahmen des Reinforcement-Lernens gelernt werden?

- Theorie autonomer Systeme:

Was sind neue mathematische Ansätze zur Analyse, Modellierung und Bewertung autonomer Lernprozesse?
Wie kann Systemautonomie mathematisch formalisiert werden?
Wie kann die Komplexität einer Umgebung gemessen und bewertet werden?

Weitere Themen sind die Kombination und Nutzung paralleler und verteilter Lernprozesse im Kontext autonomer Systeme und die Frage nach geeignetem Vorwissen, einem geeigneten Prior, für ein autonomes Lernen. Mehr Details zu Forschungsthemen und möglichen Anwendungs- und Demonstrationsfeldern finden sich im Antragstext unter http://autonomous-learning.org.

Das Schwerpunktprogramm zielt auch auf eine bessere Vernetzung und Kooperation der beteiligten Forschungsgruppen in Deutschland. Anträge, die dem Rechnung tragen, finden besondere Beachtung. Weitere Informationen hierzu finden Sie auf der gleichen Webseite. Zur besseren Koordination kontaktieren Sie bitte während der Antragsplanung den Sprecher des Programms.

Projektbeginn soll der 1. Juli 2011 sein. Die Laufzeit der geplanten Projekte soll 36 Monate betragen und darf diesen Zeitraum nicht überschreiten.

Die vollständigen Anträge in englischer Sprache für die erste Förderperiode (36 Monate) sind in elektronischer Form auf CD-ROM und in zweifacher, ungebundener, gelochter

Ausfertigung bis spätestens 3. Dezember 2010 unter dem Stichwort "SPP 1527" bei der DFG einzureichen (Zusammenfassung und Mittelangaben bitte zusätzlich in deutscher Sprache). Ein weiteres Exemplar des Antrages ist in elektronischer Form direkt an den Koordinator des SPP zu senden.

Anforderungen zum inhaltlichen und formalen Aufbau des Antrages regelt das DFG-Merkblatt 1.02 "Merkblatt für Anträge auf Sachbeihilfen mit Leitfaden für Antragstellung".

Die Begutachtung wird voraussichtlich im März/April 2011 stattfinden. Der genaue Termin wird rechtzeitig bekannt gegeben.

Weiterführende Informationen

Weitere Details zum Thema finden Sie auf der Webseite des SPP unter: http://autonomous-learning.org

Das Merkblatt 1.02 zur Antragstellung unter: www.dfg.de/foerderung/formulare_merkblaetter

Koordinator des SPP und Ansprechpartner für inhaltliche Rückfragen:

Dr. Marc Toussaint, Technische Universität Berlin, Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik, Fachgebiet Maschinelles Lernen/ Intelligente Datenanalyse, Franklinstraße 28/29 / FR 6–9, 10587 Berlin, Tel. +49 30 314-24470, mtoussai@cs.tu-berlin.de

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