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Abteilungen

Unser Ziel ist es, die Prinzipien von Wahrnehmen, Lernen und Handeln in autonomen Systemen zu verstehen, die mit komplexen Umgebungen interagieren. Das Verständnis wollen wir nutzen, um künstliche intelligente Systeme zu entwickeln. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme erforschen diese Prinzipien in biologischen, hybriden und Computer-Systemen sowie in Materialien. Das Spektrum reicht dabei vom Nano- bis zum Makrobereich. Mit unserer stark interdisziplinären Herangehensweise kombinieren wir mathematische Modelle, Computer- und Materialwissenschaft sowie Biologie miteinander.

Das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme hat zwei Standorte in Stuttgart und Tübingen und verbindet Spitzenforschung in Theorie, Software und Hardware im Bereich der intelligenten Systeme unter einem Dach. Am Standort Tübingen wird mittels Forschung in den Bereichen Maschinelles Lernen, Maschinelles Sehen und Robotik untersucht wie intelligente Systeme Informationen verarbeiten, um wahrnehmen, handeln und lernen zu können. Unser Standort in Stuttgart beherbergt führende Expertise in den Bereichen Mikro- und Nano-Robotik, Haptik, Mensch-Maschine-Interaktion, bio-hybride Systeme sowie Medizinrobotik.

EMPIRISCHE INFERENZ
HAPTISCHE INTELLIGENZ
MODERNE MAGNETISCHE SYSTEME
PERZEPTIVE SYSTEME
PHYSISCHE INTELLIGENZ
ROBOTIK-MATERIALIEN
THEORIE INHOMOGENER KONDENSIERTER MATERIE
AUTONOME MOTORIK
Ei

Empirische Inferenz

Bernhard Schölkopf

Die Mitglieder der Abteilung „Empirische Inferenz“ widmen sich dem Maschinellen Lernen und der Kausalen Inferenz. Sie entwickeln Algorithmen, die selbstständig Regelmäßigkeiten in Daten erkennen und daraus Schlussfolgerungen ziehen. Das primäre Ziel der Forscher*innen ist, zu verstehen, wie Lebewesen und künstliche Systeme Strukturen erkennen, um damit in der Welt zu agieren. Sie wollen dazu beitragen, dass die theoretischen Methoden des Maschinellen Lernens z.B. in der Medizin oder Astronomie Anwendung finden.

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Ei2
Hi

Haptische Intelligenz

Katherine J. Kuchenbecker

Die Abteilung „Haptische Intelligenz“ hat es sich zum Ziel gesetzt, haptische Interaktion besser zu verstehen und darauf aufbauend Mensch-Computer- und Mensch-RoboterSysteme zu entwickeln, welche die einzigartigen Fähigkeiten des Tastsinns nutzen. Die Abteilung verfolgt dieses Ziel, indem sie sich auf vier Forschungsbereiche konzentriert:

  • das Verständnis des taktilen Kontakts bei physischen Interaktionen von Mensch und Roboter,
  • die Entwicklung und Charakterisierung von haptischer Schnittstellen-Technologie,
  • die Weiterentwicklung und Evaluierung von Teleoperationsschnittstellen und
  • das Design von Kontakt-basierten Mensch-Roboter-Interaktionssystemen.

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Hi1
Mms

Moderne Magnetische Systeme

Gisela Schütz

Die Forschung der Abteilung „Moderne Magnetische Systeme“ widmet sich der Erforschung von nanomagnetischen Strukturen, der Entwicklung von nano- oder mikrometerkleinen neuartigen Bauteilen und dem Verständnis ihrer Spin-Dynamik. Dabei spielen die Anwendung und die kontinuierliche Verbesserung der röntgenbasierten Bildgebungsverfahren eine wesentliche Rolle. Durch den Einsatz modernster Nanodrucktechniken entwickelten die Forscher*innen der Abteilung neuartige, nur wenige Mikrometer kleine Kunststofflinsen, die Röntgenstrahlen exzellent fokussieren können. Für dieses und andere Projekte setzt das Team das Röntgenmikroskop MAXYMUS am BESSY II ein – eine 80 Meter breite Synchrotronstrahlungsquelle am Helmholtz-Zentrum Berlin, durch das die Magnetisierung selbst kleinster Strukturen sichtbar gemacht werden kann.

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Mms1
Ps

Perzeptive Systeme

Michael Black

Die Abteilung „Perzeptive Systeme“ kombiniert Computer Vision, maschinelles Lernen und Computergrafik mit dem Ziel Computern beizubringen, Menschen und ihr Verhalten in Bildern und Videos zu verstehen. Der Ansatz der Abteilung ist einzigartig, da mathematische Modelle der menschlichen 3D-Form und Bewegung mittels maschinellem Lernen erstellt und mit vergleichsweise wenigen Parametern beschrieben werden. Diese Modelle werden herangezogen, um das Bewegungsverhalten von Menschen aus 3D-Szenen zu extrahieren und zu analysieren. Die Abteilung beschäftigt rund 45 Mitarbeiter*innen und Student*innen sowie weitere angegliederte Forscher*innen. Sie verfügt über spezielle 4D-Scanner, die mit 60 Bildern pro Sekunde hochpräzise und detaillierte 3D-Netze von Körpern, Gesichtern, Händen und Füßen erzeugen. Darüber hinaus werden auch tragbare Motion Capture-Systeme, Flugroboter und hochspezialisierte Kamerasysteme zur Aufzeichnung eingesetzt.

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Ps1
Pi

Physische Intelligenz

Metin Sitti

Die Forscher*innen der Abteilung „Physische Intelligenz“ nehmen sich die Natur als Vorbild, um kleine mobile Roboter aus intelligenten und weichen Materialien zu entwickeln. Verschiedene biologische Systeme dienen den Mikro- und Millimaschinen als Vorlage. Aufgrund der Größe beruht die Intelligenz der in der Abteilung entwickelten Roboter nicht auf einer eingebauten Rechenleistung, wie es bei größeren Robotern möglich ist, sondern hauptsächlich auf dem Design, dem verwendeten Material, der Anpassungsfähigkeit der Kleinstmaschinen sowie der Fähigkeit, sich selbst zu organisieren. Diese physische Intelligenz von Milli- und Mikrorobotern ist unentbehrlich, da aufgrund der Größe die Rechen-, Antriebs-, Leistungs-, Wahrnehmungs- und Steuerungsmöglichkeiten an Bord sehr eingeschränkt bis gar nicht vorhanden sind. Das Team konzentriert sich auf medizinische Anwendungen dieser neuartigen kleinen Robotersysteme, um künftig die Gesundheitstechnologien zu revolutionieren, indem es neue minimal-invasive medizinische Eingriffe im menschlichen Körper ermöglicht.

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Pi1
Rm

Robotik-Materialien

Christoph Keplinger

Icm

Theorie inhomogener kondensierter Materie

Siegfried Dietrich

Das Forschungsziel der Abteilung „Theorie inhomogener kondensierter Materie“ ist darauf ausgerichtet, makroskopische Eigenschaften von Flüssigkeiten und Feststoffen durch die Analyse des kollektiven Verhaltens der mikroskopischen Bestandteile der Materie zu verstehen. Die Forschungsgruppe umfasst zudem in Personalunion einen Lehrstuhl für Theoretische Physik an der Universität Stuttgart. Basierend auf Methoden der statistischen Physik konzentriert sich die Forschung in der Abteilung auf räumlich inhomogene Systeme wie z.B. an Grenzflächen zwischen unterschiedlicher Materie auf sogenannten „mesoskopischen“ Längenskalen zwischen einem Nanometer und einigen Mikrometern. Solche Systeme weisen eine Vielzahl von physikalischen Phänomenen auf, die nur an solchen Grenzflächen entstehen, und welche Perspektiven für eine Vielzahl von Anwendungen eröffnen.

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Icm1

Autonome Motorik

Die Abteilung Autonome Motorik untersucht intelligente Systeme, die sich bewegen, wahrnehmen und lernen können.

Die Wissenschaftler der Abteilung Autonome Motorik wollen verstehen, wie autonome Bewegungssysteme sich selbst kompetentes Verhalten beibringen. Ausgehend von einem relativ einfachen Set an Algorithmen und Vorstrukturierung lernen diese Systeme, indem sie mit der Umgebung interagieren.

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Am1