FEAT

Flexibel, erklärbar, akkurat: Maschinelles Lernen in komplexen Systemen unter Unsicherheit

Motivation

Trotz der Fortschritte im Bereich des Maschinellen Lernens sind noch viele Herausforderungen offen, z. B. das Verhalten komplexer dynamischer Systeme vorherzusagen. Um die zeitliche Entwicklung von Klimasituationen oder Strompreisen vorherzusagen, sollten eventuelles Vorwissen in die Struktur eines Neuronalen Netzwerks (NN) einfließen können und die Effekte, die es nach sich zieht, leicht nachvollziehbar sein. Dies sollte auch dann noch gelten, wenn sich Unsicherheiten oder stetige Anpassungen der Ausgangsdaten überlagern. Große NNs, die eine entsprechende Künstliche Intelligenz (KI) implementieren, mit einer ausreichenden Zahl an Parametern erscheinen hier zunächst geboten, verschleiern aber oft den Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt FEAT verfolgt eine Nachwuchsgruppe der Uni Tübingen in Zusammenarbeit mit dem DLR einen modularen NN-Aufbau aus mehreren unabhängigen Netzen Anwendungsproblems anhand eines aus der Energieforschung. Dabei sollen Strompreise innerhalb des Energiemarktmodells AMIRIS vorhergesagt werden. Übergeordnetes Ziel ist dabei, flexible und robuste NN-Architekturen zu entwerfen, deren Arbeitsweise erklärbar ist und die sich gegen die Unsicherheiten aus verschiedenen Datenquellen präzise kalibrieren lassen. Mit den Daten aus AMIRIS kann dann genau nachvollzogen werden, ob – und vor allem warum – Unsicherheiten der Vorhersage der neuronalen Architektur das Anwendungsproblem realistisch wiedergeben.

Innovationen und Perspektiven

Das Projekt strebt primär den Erkenntnis-transfer zu Forschenden in den Bereichen Maschinelles Lernen und Energieforschung an. Hierfür wir ein freier Zugang zu den erarbeiteten Modellen, Daten und Ergebnissen gewährt. Die Ergebnisse lassen sich jedoch prinzipiell weit über das spezifische Beispiel eines agentenbasierten regulatorischen Netzwerks hinaus als komplexes dynamisches System anwenden.

Projektinformation

Projektleitung

Universität Tübingen
Maria-von-Linden Str. 6
72076 Tübingen

Volumen

0,844 Mio. €

Laufzeit

08/2022 – 07/2026

Projektpartnerinnen und -partner

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für vernetzte Energiesysteme