Internationale Spitzenforschung im Bereich KI & Optimierung

 

(Ausgabe 3 / 2024) Das Josef Ressel Zentrum für Robuste Entscheidungen präsentiert 2024 gleich auf drei hochrangigen internationalen Konferenzen Spitzenforschung auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz (KI) und demonstriert auf diese Weise erneut die Forschungsstärke der FHV.

Dominik Kowieski präsentiert die Ergebnisse seiner Forschungsarbeit auf der LREC-Coling Konferenz in Turin im Mai 2024. | © FHV
Dominik Kowieski präsentiert auf der LREC-Coling Konferenz in Turin.

International präsent mit innovativen Lösungen 

Das Team des Josef Ressel Zentrums (JRZ) für Robuste Entscheidungen rund um Michael Hellwig ist im Jahr 2024 mit Beiträgen im Feld der Computational Intelligence (CI) auf drei hochrangigen internationalen Konferenzen vertreten. Die Beiträge basieren auf praktischen Problemstellungen der Unternehmenspartner:innen in den Bereichen Spracherkennung, Produktionsplanung und Optimierung und sprechen damit für den Bottom-Up-Ansatz des JRZ, das Probleme aus dem unmittelbaren Unternehmensalltag in den Vordergrund stellt. Die internationale Wahrnehmung der entwickelten innovativen Lösungsansätze belegt erneut die Aktualität und Relevanz der Forschungsarbeit an der FHV.

Erstmaliges Tabular Questions Answering in deutschsprachigen Dokumenten  

Questions Answering (QA) ist eine prominente Aufgabenstellung des Natural Language Processing zum Zweck der Informationsbeschaffung aus Textdokumenten. Der oder die Nutzer:in stellt dabei eine schriftliche Anfrage, die basierend auf einem Quellentext beantwortet wird. Große Sprachmodelle wie GPT-4 oder Llama liefern sehr gute Ergebnisse bei der Beantwortung von Fragen, die sich auf Fließtexte beziehen. Viele Dokumente, etwa Geschäfts- oder Nachhaltigkeitsberichte, enthalten aber Tabellen, deren Einbeziehung in die QA-Aufgabenstellung noch große Schwierigkeiten bereitet. Bisher existieren nur wenige KI-Modelle für tabellarische Daten.

Nun ist es dem studentischen Mitarbeiter des JRZ Dominik Kowieski gelungen, die hierfür erforderliche Datenbasis zu schaffen und mittels Transfer Learning ein erstes deutschsprachiges Tabular QA-Modell zu erstellen. Die Forschungsergebnisse stellte Dominik im Paper TAPASGO: Transfer Learning towards a German-Language Tabular Question Answering Model auf der 2024 Joint International Conference on Computational Linguistics, Language Resources and Evaluation (LREC-COLING 2024) in Turin (IT) vor. Erwähnenswert ist, dass die Reisekosten vom Verein JUMP zur Förderung der Mobilität von Studierenden der FHV übernommen wurden.

Entwicklung von Produktionsplanungsalgorithmen

Die Aktivitäten des JRZ beschäftigen sich ebenfalls mit der Untersuchung von Algorithmen für Produktionsplanungsprobleme. Der PhD Student David Hutter betrachtet dazu die Abhängigkeiten aktueller Lösungsverfahren von den charakteristischen Eigenschaften der Planungsprobleme. Zu diesem Zweck wurden rund 400 gängige Testprobleme analysiert und ein adaptives evolutionäres Optimierungsverfahren entwickelt, dass sich besonders bei komplexen Problemen nicht vor kommerziellen Verfahren verstecken muss. Die Forschungsergebnisse finden sich im Paper An Interior-point Genetic Algorithm with Restarts for Flexible Job Shop Scheduling Problems, welches David auf der weltgrößten Konferenz für CI, dem IEEE World Congress on Computational Intelligence (WCCI 2024), in Yokohama (Japan) vorstellt. In Anerkennung seiner Arbeit wird David mit einem Reisestipendium der IEEE Computational Intelligence Society (CIS) unterstützt.

Zudem bietet das JRZ, vertreten durch Hans-Georg Beyer und Michael Hellwig, auf der WCCI 2024 ein offizielles Tutorium zum Thema What you always wanted to know about Evolution Strategies, but never dared to ask an, um den Teilnehmern das Potential von Evolutionären Strategien zu erläutern. Diese Veranstaltung veranschaulicht die Relevanz evolutionärer Funktionsprinzipien für Lern- und Optimierungsaufgaben anhand von Computerexperimenten.

Evolutionäre Optimierung unter Nebenbedingungen

Zudem wird das JRZ ein Tutorium auf der 18th International Conference on Parallel Problem Solving from Nature (PPSN 2024) https://ppsn2024.fh-ooe.at/ in Hagenberg (AT) abhalten. Der Beitrag von Michael Hellwig, Steffen Finck und Hans-Georg Beyer wird das Potential von Evolutionären Strategien für komplexe Optimierungsprobleme unter Nebenbedingungen, wie sie in den Problemstellungen der Unternehmenspartner im Bereich Risikobewertung oder Produktionsplanung auftreten, unterstreichen. Die interaktive Veranstaltung erlaubt es den Teilnehmern in einer Testumgebung unterschiedliche Verfahren auszuprobieren, aus praktischen sowie theoretischen Einsichten zu lernen und so ihr Wissens über das Potential von Evolutionärer Strategien für komplexe Optimierungsprobleme zu erweitern.

Spitzenforschung made at FHV

Bereits im ersten Halbjahr 2024 konnte das JRZ für Robuste Entscheidungen bemerkenswerte Fortschritte in den Bereichen Spracherkennung, Produktionsplanung und Optimierung erzielen und diese auf verschiedenen internationalen Konferenzen präsentieren. Ein Highlight war die Schaffung eines Tabular QA Modells für die deutsche Sprache durch Dominik Kowieski, einen studentischen Mitarbeiter des JRZ. Ebenso bemerkenswert war die Arbeit von PhD-Student David Hutter, der Algorithmen für Produktionsplanungsprobleme untersuchte. Darüber hinaus hat das JRZ auf der WCCI 2024 und der PPSN 2024 Tutorien angeboten, um die Möglichkeiten von Evolutionären Strategien für komplexe Optimierungsprobleme zu verdeutlichen. Diese Aktivitäten verdeutlichen die Bedeutung und Aktualität der Forschungsarbeit, die an der FH Vorarlberg durchgeführt wird.

 

Forschungszentrum Business Informatics

Josef Ressel Zentrum für Robuste Entscheidungen

 

Zusammenstellung der erwähnten Publikationen

 

Kontakt

Dr.rer.nat. Michael HELLWIG
Leiter Josef Ressel Zentrum für Robuste Entscheidungen, Senior Researcher
V621

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Juli 2024