Kurs: Grundlagen der Künstlichen Intelligenz

Die Zusammenarbeit mit der KI-Werkstatt bereichert meine Lehre und die Projekte meiner Studierenden in besonderem Maße. Insbesondere der Lehrbaustein „Grundlagen der Künstlichen Intelligenz“ vermittelt nicht nur fundiertes Wissen über Funktionsweisen und Herausforderungen von KI, sondern regt auch zur kritischen Reflexion an. Die Infrastruktur der KI-Werkstatt ermöglicht es uns, innovative Projekte effizient umzusetzen – sei es im Rahmen einer Kooperation mit dem Staatlichen Museum Schwerin oder als Aussteller auf der Campus Exhibition des Ars Electronica Festivals, an dem wir als Studiengang seit vier Jahren teilnehmen. Die Unterstützung durch die KI-Werkstatt ist äußerst inspirierend und von großer fachlicher Kompetenz geprägt – ein echter Motor für Lehre und Forschung.

Ohne die KI-Werkstatt hätte ich den Einstieg in Machine Learning nicht geschafft. Während meiner Bachelorarbeit stand ich vor der Herausforderung, einen CNN-Klassifikator für endoskopische Bilder zu trainieren, doch mein eigener Rechner war dafür völlig unzureichend und externe Anbieter wie Colab wären für mich nicht finanzierbar gewesen. Die Infrastruktur der KI-Werkstatt hat es mir ermöglicht, mit GPU-Ressourcen zu arbeiten, meine Experimente frei durchzuführen und dabei wertvolle Praxiserfahrung zu sammeln. Dadurch wurde meine Bachelorarbeit überhaupt erst realisierbar und gleichzeitig der Grundstein gelegt, dass ich heute aktiv im Bereich Machine Learning tätig bin.

Wir hatten eine Blockveranstaltung, in der unsere Studierenden Ideen für den Einsatz von KI in der Immobilienwirtschaft entwickeln sollten. Wir haben Ricardo und Kollegen in die Blockveranstaltung eingeladen und die Mitarbeiter der KI-Werkstatt haben dann gemeinsam mit den Studierenden über die Grundlagen und Funktionsweise von KI gesprochen. Die Ergebnisse waren sehr gut - eine Ursache dafür war sicherlich, dass die Studierenden durch den Input der KI-Werkstatt mehr über die Grenzen von KI erfahren haben und den Einsatz so besser einschätzen konnten. Die Lehrinhalte haben tolle Impulse gegeben, die es auch nicht-technischen Studiengängen erlauben, einen Einblick in die Grundlagen von KI zu erlangen.

In der Hochschullehre stehen Lehrinhalte und Lernformen vor einer Transformation durch Maschinelles Lernen oder Künstliche Intelligenz. Die KI-Werkstatt macht diese komplexen Begriffe erfahrbar und vermittelt die Prinzipien von KI-Modellen auf eine leichte, verständliche und spielerische Weise. In meinem Seminar zum Thema „Bildgenerierende Künstliche Intelligenz” waren die Workshops der KI-Werkstatt zum Projektstart eine besonders wichtige und bereichernde Erfahrung für die Studierenden. Sie halfen dabei, die theoretischen Grundlagen mit praktischen Anwendungen zu verknüpfen und sensibilisierten die Teilnehmenden für die ethischen Fragestellungen, die mit dem Einsatz von KI einhergehen. Insgesamt tragen diese Workshops dazu bei, dass Studierende nicht nur als Nutzer*innen, sondern auch als kritische und reflektierte Gestalter*innen der digitalen Zukunft agieren können.

In meiner Promotion beschäftige ich mich mit der Frage, wie große KI-Modelle in spezialisierte Anwendungsbereiche wie Mikroskopie in der Biologie oder Robotik übertragen werden können. Eine der größten Herausforderungen ist dabei, diese sehr rechenintensiven Modelle auf ihre Zuverlässigkeit und Robustheit zu testen. Dank der Infrastruktur der KI_Werkstatt kann ich moderne Vision-Language-Models auf leistungsstarken Multi-GPU-Systemen evaluieren und teilweise sogar weiter finetunen. Diese Experimente wären ohne die bereitgestellte Hardware überhaupt nicht realisierbar. So gewinne ich wertvolle Erkenntnisse darüber, wie sich große Modelle mit wenig Daten anpassen lassen und wo ihre Stärken und Schwächen liegen. Die KI_Werkstatt trägt damit entscheidend dazu bei, dass ich meine Forschung deutlich schneller und fundierter voranbringen kann.

Da die private Hardware der Studierenden nicht für alle für die Bachelorarbeit gewünschten Experimente ausreichend war, machte ich Sie auf die Möglichkeiten der KI-Werkstatt aufmerksam. Die erste Idee, einen laptop zu leihen, war aufgrund mangelnder Geräte nicht zu realisieren. Der zweite (viel bessere) Ansatz, das JupyterHub zu nutzen, war überraschenderweise völlig problemlos. (Das kenne ich auch anders.) Zukünftig würde ich deshalb sehr gerne auch innerhalb des Masterstudiengangs QFDS einzelne kleinere Projekte innerhalb eines Kurses auf dem JupyterHub realisieren lassen und hoffe sehr, dass das auch weiterhin möglich sein wird.

Bei meiner Arbeit mit Vision-Language-Models (VLMs) für meine Bachelorarbeit stand ich vor der Herausforderung, dass diese Modelle durch die Kombination von Bild- und Texteingaben extrem rechenintensiv sind. Auf meinem Laptop dauerten die Benchmarks mit Datensätzen von bis zu 50.000 Bildern schlicht zu lange, um praktikabel zu sein. Durch die Unterstützung der KI-Werkstatt konnte ich meine Codebasis mit wenigen Integrationsschritten auf den GPU-Cluster übertragen. Die leistungsstarke Infrastruktur ermöglichte es mir, die Laufzeiten meiner Benchmarks drastisch zu verkürzen und dadurch viel effizienter zu arbeiten. So konnte ich meine Experimente in einem realistischen Zeitrahmen durchführen und wertvolle Ergebnisse erzielen, die auf meinen persönlichen Geräten kaum möglich gewesen wären.