Den eigenen Wissensdurst stillen, neue Erkenntnisse gewinnen, ein guter Lehrender werden und die Grundlage für eine wissenschaftliche Karriere legen – es gibt viele Gründe für eine Promotion. Zwei Doktoranden aus der Informatik machen es vor.
Computer, Datenverarbeitung, und -analyse: Schon in seiner Jugend war Nils-Steffen Worzyk fasziniert von Technik und automatischen Prozessen. Seit 2010 studiert er Informatik in Oldenburg. Erst im Bachelor, dann im Master, nun im Graduiertenkolleg „System Correctness under Adverse Conditions“ (SCARE). In der Arbeitsgruppe „Computational Intelligence“ von Prof. Dr. Oliver Kramer am Department für Informatik forscht er zurzeit an selbstlernenden Maschinen. Was ihn antreibt? „Ich möchte zum Beispiel wissen, wie sich Bereiche des öffentlichen Lebens für Menschen sicherer gestalten lassen“, sagt Worzyk.
Denn wo neue Technologien ins Spiel kommen, lauern auch neue Gefahren. Etwa bei der Künstlichen Intelligenz (KI), die sich gezielt manipulieren lässt – beispielsweise in autonom fahrenden Autos. Wo eigentlich ein Stoppschild steht, nimmt das Fahrzeug plötzlich ein Vorfahrtschild wahr und es kommt zu Unfällen. In seiner Doktorarbeit forscht Worzyk an geeigneten Verfahren, um solche Manipulationen zu erkennen und zu verhindern. „Ich bin an der vorderen Kante des Wissensgewinn dabei, das ist großartig“, freut sich der 27-Jährige.
Austausch auf Augenhöhe
Die Promotion stillt nicht nur seinen Wissensdurst, sondern gibt ihm auch die Möglichkeit, viele weitere Fertigkeiten zu entwickeln. Worzyk war studentischer Sprecher von SCARE und betreut Masterarbeiten. Das habe nicht nur seine organisatorische, sondern auch seine Kritikfähigkeit geschult. „Ich versuche nicht nur zu sagen, was verbessert werden kann, sondern auch auf welche Weise das möglich ist. Das ist mein eigener Anspruch und die Studierenden spiegeln mir, dass sie davon eine Menge lernen“, sagt er. Auch die Fähigkeit, seine Wissenschaft anschaulich und schlüssig zu präsentieren, beispielsweise in Seminaren oder auf Konferenzen, habe er verbessern können. Fachkonferenzen, vor allem internationale, sind für ihn ein Highlight: „Als Doktorand schätze ich den Austausch gerade mit erfahreneren Wissenschaftlern sehr. Da geht es nicht um persönliche Eitelkeiten, sondern ums Fachliche. Ein tolles Miteinander!“, findet Worzyk.
Besonders wichtig ist ihm, sein Wissen an junge Menschen weiterzugeben. „Für solche Lehrtätigkeiten ist eine Promotion eine gute Grundlage“, sagt er. In welchem Umfang er künftig lehren wird, hänge natürlich auch vom weiteren Verlauf seiner wissenschaftlichen Karriere ab: „Ich hoffe, meine Doktorarbeit im April oder Mai verteidigen zu können. Danach würde ich gerne im Ausland weiterforschen, weil es in Deutschland leider nur wenige unbefristete Arbeitsplätze in der Wissenschaft gibt.“
Der logische nächste Schritt
Solche Gedanken macht sich Jonas Prellberg, ebenfalls Doktorand in Kramers Arbeitsgruppe, derzeit noch nicht. Seine Promotion schließt er Ende des Jahres ab. Wie Worzyk war auch er bereits vor Beginn seiner Doktorarbeit an der Uni Oldenburg, hat hier seinen Bachelor- und Masterabschluss in Informatik gemacht. Computer haben Prellberg schon früh fasziniert, mit 14 Jahren hat er bereits selbst programmiert. Die KI als Forschungsschwerpunkt hatte der 25-Jährige aber zunächst nicht auf dem Zettel. „Das änderte sich mit einer Vorlesung von Oliver Kramer. Danach wollte ich mich ausführlich damit beschäftigen“, erzählt er. Daraufhin machte er die intelligente Bilderkennung zum Thema seiner Masterarbeit, Kramer betreute ihn dort ebenso wie heute bei seiner Promotion. Da dessen Arbeitsgruppe von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird, kann Prellberg auf eine sehr gute Infrastruktur zugreifen.
Die Promotion war für ihn der logische nächste Schritt, um sich noch intensiver mit dem Forschungsfeld beschäftigen zu können: „Ich finde es toll, das Wissen der Menschheit zu erweitern, das bisher existiert. Und ich lerne Dinge, die noch niemand vor uns festgehalten hat.“ In seiner Promotion kombiniert er die Vorteile von Deep Neural Networks und Evolutionären Algorithmen. Deep Neural Networks analysieren große Datenmengen und bestehen aus Algorithmen, die ähnlich wie das menschliche Gehirn Informationen weitergeben, wenn bestimmte Schwellenwerte überschritten sind. Sie werden beispielsweise in der intelligenten Bilderkennung verwendet. Evolutionäre Algorithmen optimieren Problemlösungen, indem sie sie durch Mutation und Rekombination zufällig verändern – ähnlich wie es in der Natur geschieht. Prellberg wendet dieses Verfahren an, um automatisch Deep Neural Networks zu erstellen.
Forschen, um zu helfen
In seiner Forschung beschäftigt sich der Nachwuchswissenschaftler nicht nur mit den Grundlagen der KI, sondern wendet sein Wissen auch praktisch an. Der Doktorand widmet sich vor allem medizinischen Fragestellungen. Etwa wie es gelingt, dass Computer anhand von Bilddaten gesunde und kranke menschliche Zellen voneinander unterscheiden können. „Gerade in Regionen, wo kein teures Equipment für Labore vorhanden ist, sind solche Anwendungen in der Krebserkennung sehr nützlich. Fortschritte auf diesem Gebiet helfen also vielen betroffenen Menschen maßgeblich“, sagt der Informatiker.
Auch Prellberg lernt während seiner Promotion nicht nur fachlich dazu, sondern auch methodisch. So hat er sich eine besondere Technik angeeignet, um seine Arbeit auf Lücken zu überprüfen. „Ich bereite meine Ergebnisse so früh wie möglich so auf, als präsentierte ich sie in einem Vortrag. Dieses Verfahren werde ich auf jeden Fall beibehalten, da mir währenddessen viele neue Ideen kommen“, sagt er.
Für die Zeit nach seiner Promotion kann er sich beides vorstellen: in der Wissenschaft zu bleiben oder in die Industrie zu gehen. Für die Zeit in Oldenburg ist er aber schon jetzt dankbar: „Ich habe tolle Kollegen und ich fühle mich hier sehr wohl. Unser Doktorvater unterstützt uns, stellt Ressourcen zur Verfügung und zeigt viel Vertrauen in uns. Das schätze ich sehr.“
