Zum Thema „KI in der Medizin“ diskutierte DFKI CEO Prof. Antonio Krüger am „Tag der KI“, 17.11., in einer Podiumsdiskussion mit Vertretern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. Prof. Paul Lukowicz, wissenschaftlicher Direktor am DFKI in Kaiserslautern, beteiligte sich mit einer Keynote „Was ist KI?“ an der Festveranstaltung, an der auch Ministerpräsident Daniel Günther teilnahm.
Prof. Dr. Antonio Krüger, technisch-wissenschaftlicher Geschäftsführer und Vorsitzender der Geschäftsführung des DFKI: „KI und Gesundheit ist ein Megathema mit gesamtgesellschaftlicher Relevanz und Lübeck ist dafür ein idealer Forschungs- und Transferstandort. Die drei neuen DFKI-Forschungsbereiche haben ihre operative Arbeit bereits Anfang 2021 aufgenommen und sind produktiv im Kreis der DFKI-Kolleginnen und -Kollegen angekommen. Mit der Außenstelle Lübeck - die Idee dazu entstand nach intensiven Diskussionen im Nachgang einer Sitzung der KI-Enquete-Kommission des Deutschen Bundestags - wollen wir dazu beitragen, das enorme Potenzial der KI zur Verbesserung der medizinischen Diagnostik und Therapie weiter zu nutzen und die Entwicklung innovativer KI-Lösungen für Medizin und Medizintechnik in Schleswig-Holstein voranzutreiben.“
Prof. Dr. Paul Lukowicz, Leiter des Forschungsbereichs Eingebettete Intelligenz am DFKI in Kaiserslautern, erklärte in seiner Keynote im Rahmen der Festveranstaltung am Tag der KI in Lübeck: „KI-Technologien können wichtige Beiträge leisten für die Smart City, für den intelligenten ÖPNV oder die grundlastfähige Nutzung von erneuerbaren Energien. Die Fortschritte der vergangenen Jahre sind beeindruckend, aber viele Fragen sind noch nicht beantwortet. Manche sind skeptisch, dass KI-Systeme zu wenig nachvollziehbar sind oder übergriffig eingesetzt werden könnten. Wir plädieren für den europäischen Ansatz von Trusted AI, bei dem es um vertrauenswürdige, verlässliche und nachvollziehbare KI-Systeme geht. Da gibt es viel zu tun, und viele Talente werden gesucht, aber Deutschland und Europa sind auf dem richtigen Weg.“
In der begleitenden Ausstellung zeigten die drei Forschungsbereiche der DFKI Außenstelle Lübeck am „Tag der KI“, 17.11., intelligente Systeme, die datenbasierte Hinweise zu Therapien geben, KI-Verfahren für die automatisierte Analyse medizinischer Bilder und Systeme zur Auswertung biomedizinischer Signale.
Der Forschungsbereich „Stochastische Relationale KI im Gesundheitswesen“ unter der Leitung von Prof. Dr. Ralf Möller arbeitet an Intelligenten Systeme, die durch Beobachtung ihrer Umgebung und durch Auswertung von Daten Modelle aufbauen, um Handlungen optimal berechnen zu können. Im Gesundheitswesen treten verschiedenartige, in großem Maße relationale Daten von Patienten, ihrer Krankengeschichte und auch ihren Untersuchungen in Messreihen und Diagnosen auf. Zugeordnete Text- und Bilddaten sollen vielfach auf semantisch höherer Ebene interpretiert und für neuartige Anwendungen nutzbar gemacht werden. Prof. Dr. Ralf Möller: „KI-Systeme können durch Beobachtung und Datenauswertung Modelle aufbauen und Handlungen berechnen. Aber die reale Umgebung ist oft überkomplex. Wir arbeiten daran, dass die Systeme mit Unsicherheiten umgehen können und dass sie in der Lage sind, mit den Nutzenden menschengerecht zu interagieren. Dazu müssen die Systemausgaben eine hohe Qualität haben, die Handlungsempfehlungen müssen angemessen sein und kausal erläutert werden können, und sie müssen die menschlichen Informationsbedarfe bzw. die menschliche Informationsverarbeitung in der Interaktion antizipieren.“
Signale und deren Analyse spielen in vielen Bereichen wie Produktionsüberwachung, automatische Steuerung und Kommunikation eine wichtige Rolle. So vielfältig wie die Anwendungen sind auch die Anforderungen an die auswertenden Systeme. Das gilt insbesondere im medizinischen Kontext, wo Signale für Diagnose, Bildgebung und Therapie sowie Rehabilitation essenziell sind. Der DFKI-Forschungsbereich „KI in der biomedizinischen Signalverarbeitung“ unter der Leitung von Prof. Dr. Alfred Mertins entwickelt neue Modelle und Algorithmen, die nicht nur in der Theorie und auf Benchmark-Datensätzen funktionieren, sondern auch in der Praxis herausragende Ergebnisse liefern. Prof. Dr. Alfred Mertins: „Wir erforschen KI-Methoden, um komplexe Zusammenhänge im Bereich der medizinischen Signalverarbeitung datengetrieben zu lernen und die Beschränkungen derzeit verfügbarer mathematischer Modelle zu überwinden. Von essentieller Bedeutung sind die Robustheit gegenüber Störungen und die Interpretierbarkeit unvollständiger Daten. Dabei geht es z.B. konkret um Schlafanalyse, um intuitive Prothesesteuerung oder die akustische Ereigniserkennung und die Verbesserung von Hörhilfen.“
Der Lübecker Forschungsbereich „Künstliche Intelligenz in der medizinischen Bildverarbeitung“ (AIMedI) unter der Leitung von Prof. Dr. Heinz Handels entwickelt lernfähige medizinische Bildverarbeitungsmethoden zur Unterstützung der medizinischen Diagnostik und Therapie. In hybriden Bildverarbeitungssystemen werden Methoden der Künstlichen Intelligenz mit medizinischen Bildverarbeitungsverfahren und Visualisierungstechniken zur ärztlichen Unterstützung kombiniert. Prof. Dr. Heinz Handels: „Digitalisierung hat Medizin und Medizintechnik grundsätzlich verbessert, aber auch einschneidend verändert. Die Anzahl von großen, heterogenen, komplexen und oft unstrukturierten Datensätzen hat sich in den Lebenswissenschaften rasant gesteigert. Adaptive selbstlernende KI-Technologien eröffnen die Chancen, das große Potenzial dieser Daten für intelligente Gesundheitssysteme und perspektivisch für personalisierte Medizin zu erschließen.“
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