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Free University of Bozen-Bolzano

Professor Oswald Lanz

unibz news

„Intelligenten vernetzten Systemen gehört die Zukunft“

Prof. Oswald Lanz lehrt im neuen Studiengang Elektrotechnik und cyberphysische Systeme. Wie verschmelzen hierbei Forschung und Lehre? Vier Fragen an den Professor für Computer Vision und Deep Learning.

Welche Vorlesungen werden Sie im neuen Studiengang Elektrotechnik und cyberphysische Systeme anbieten und welchen Fokus legen Sie dabei?

Prof. Oswald Lanz: Ich halte im zweiten Jahr des Studiengangs die Vorlesungen zu „Algorithmen und Programmierung“, bei der die Studierenden mit den Grundlagen der Algorithmik vertraut werden und ein vertieftes Verständnis zu Entwurf- und Programmierungstechniken erwerben.

Zentrales Element ist dabei das Erlernen der Fähigkeit, algorithmische Probleme zu formulieren und sie in den verschiedenen Anwendungen zu erkennen.

Indem ich spezifische Anwendungsbeispiele in den Unterricht einbaue, erhalte ich auch den nötigen Spielraum, meine Lehrveranstaltung auf die Bedürfnisse des Studiengangs zuzuschneiden. Als Beispiel sei die Steuerung des Datenflusses in cyberphysischen Systemen angeführt. Sensormessungen werden in Echtzeit an Regelungseinheiten übermittelt, um Aktuatoren zu steuern. Über welchen Übertragungspfad diese Daten so zeitnah wie möglich ans Ziel gelangen entscheidet ein Algorithmus, der die Vernetzung des Systems als einen Graphen, also einer Datenstruktur, darstellt. Kommunikationsprotokolle in solchen Systemen sind zwar Inhalt von darauffolgenden Lehrveranstaltungen, die Studierenden erlernen aber bereits in meinen Vorlesungen die grundlegenden algorithmischen Programmiertechniken und Datenstrukturen, auf welchen diese basieren.


Sie forschen im Bereich Bildverarbeitung und Videoanalyse, also Computer Vision. Ist dies bereits ein Aspekt der cyberphysischen Systeme, die wir in diesem neuen Bachelor lehren?

Nicht direkt, dies sind typischerweise Inhalte von Lehrveranstaltungen eines Master-Studiengangs. Im Bachelor werden aber die Grundlagen erlernt, auf denen diese dann aufbauen. Mein Forschungsfeld stützt sich mittlerweile fast umfassend auf maschinelles Lernen mit neuronalen Netzen, dem sogenannten Deep Learning. Dazu halte ich eine Lehrveranstaltung im Master-Studiengang, bei der solide Grundkenntnisse in Bereichen der Mathematik sowie der Programmierung vorausgesetzt werden. Diese erlangen Studierende wiederum über Lehrveranstaltungen der ersten beiden Jahre eines Bachelors wie diesem. Weiters wird im dritten Jahr eine fachtypische Lehrveranstaltung zu KI und maschinellem Lernen angeboten – bis zum Erlangen der Kompetenzen zum Einsatz von „KI die sieht“, also meinem Forschungsbereich, in cyberphysischen Systemen ist es dann nicht mehr so weit.


Was möchten Sie den Studierenden ausgehend von Ihren Fächern mit auf den Weg geben?

Intelligente vernetzte Systeme sind die Technologie der Zukunft, daran habe ich kaum Zweifel. Dies ist auch ein überaus spannender Lehrbereich für Studierende, bei dem Elektrotechnik, Regelungstechnik, Computer- und Informationstechnik verschmelzen. Das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten ist sehr breit, auch was spezifisch meinen Fachbereich angeht. Man denke nur an die optische Qualitätskontrolle in der Produktion oder die Möglichkeiten der Bild-verarbeitenden KI beim assistierten Fahren oder bei Aktivitäten, wo Mensch und Roboter zusammenarbeiten.

Investieren Sie in Ihre Zukunft und Ihre Passionen, und tun Sie es in jenen Bereichen, die ihren Wissenshunger wecken und wo das Lernen Ihnen (auch!) Spaß macht.


Die Technologien, mit denen Berufseinsteiger*innen heute vertraut sein müssen, ändern sich rasant. Wie können Sie in ihren Vorlesungen garantieren, dass das Erlernte nicht zu schnell veraltet?

Hier muss man differenzieren, und dazu gebe ich am besten ein Beispiel aus meinem Fachbereich. Dieser stützt sich auf Bereiche der Mathematik - Lineare Algebra, Multivariate Calculus, Elemente der Statistik. Diese grundlegenden Lerninhalte ändern sich mit der Zeit nicht, und das dürfte in gewissem Maße auch für Prinzipien der Programmierung gelten. Andererseits schreitet der Stand der Technik, was man unter State-of-the-Art versteht, in meinen Bereich mit enormer Geschwindigkeit voraus.

Die aktuell besten Methoden der Bild- und Videobearbeitung, Vision Transformers, waren noch vor 5 Jahren nicht bekannt, sollten heute aber in jeder Lehrveranstaltung meines Fachbereiches eingebaut sein.

Das bedeutet einerseits für den Lehrenden, immer auf dem aktuellen Stand der Forschung zu bleiben, selbst Forschung zu betreiben und Vorlesungen zeitgerecht zu überarbeiten. Andererseits ist es äußerst wichtig, den Studierenden die Fähigkeit zu vermitteln, sich selbstständig über die Entwicklungen in den wichtigsten Bereichen auf dem Laufenden zu halten.

(vic)

 

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