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TU Berlin

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Das Sehen verstehen

Dienstag, 19. Juni 2007

Medieninformation Nr. 143/2007

Felix A. Wichmann ist neu berufener Professor am Berliner Bernstein-Zentrum

Wie gelingt es dem menschlichen Gehirn, 120 unterschiedlich geformte Eichenblätter immer wieder als Eichenblätter zu erkennen und so verschieden aussehende Blätter wie die einer Eiche und einer Kastanie trotzdem als Blätter zu kategorisieren? „Wir Wissenschaftler wissen es nicht“, sagt Felix A. Wichmann nüchtern. Der 37-Jährige ist neu berufener TU-Professor am Berliner Bernstein-Zentrum für „Computational Neuroscience“. Dort wird das Denken erforscht. Mit seinem Fachgebiet „Modellierung kognitiver Prozesse“ will Wichmann untersuchen, wie das menschliche Gehirn es schafft, zwischen den Abertausenden von Objekten Unterschiede und Ähnlichkeiten festzustellen und zu kategorisieren. „Es ist faszinierend, dass das menschliche Gehirn Menschen trotz verschiedener Brillen und Frisuren, aus unterschiedlichsten Perspektiven oder nachdem Dutzende von Jahren vergangen sind, wiedererkennen kann – keine Maschine ist derzeit dazu in der Lage.“

Um das Phänomen visueller Wahrnehmung zu entschlüsseln, bedient sich der Psychologe Methoden des maschinellen Lernens, die es ermöglichen, riesige Datenmengen zu durchwühlen und in ihnen Strukturen zu erkennen. „Wenn wir diese Strukturen zu Tage fördern, können wir die Kategorisierungsleistung des Gehirns mathematisch modellieren, also einen Algorithmus formulieren, und erst dann werden wir das maschinelle Sehen der Leistungsfähigkeit menschlichen Sehens schrittweise annähern können.“

„Wir wissen jetzt, welche lokalen Bildelemente bei einer Bildbetrachtung

Felix A. Wichmann war einer der ersten Wissenschaftler weltweit, der das Potenzial maschineller Lerntechniken für die Kognitionsforschung erkannte. „Mit den klassischen statistischen Methoden des Psychologen würden wir bei solchen Datenmengen, wie wir sie zum Beispiel bei unserem Blattexperiment erfasst haben, scheitern. Wir sammelten von 30 verschiedenen Baum- und Buscharten je 120 Blätter, digitalisierten diese, befragten 100 Versuchspersonen und haben nun mehr als 100 000 Antworten vorliegen. Diese Daten untersuchen wir mit den Methoden des maschinellen Lernens.“

In einem anderen Projekt Wichmanns, das noch am Tübinger Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik angesiedelt war, wurden diese Methoden bereits für die Analyse der Augenbewegungen in den allerersten Sekunden bei einer Bildbetrachtung angewandt. „Wir wissen jetzt, welche lokalen Bildelemente vom Auge als erstes angesteuert werden. Es sind helle Punkte, die von einem dunklen Ring oder dunkle Punkte, die von einem hellen Ring umgeben sind“, so Wichmann. Das Ergebnis ist ein riesiger Erfolg für ihn und seine Mitarbeiter.

Dass ein Psychologe sich mit diesen Themen beschäftigt und an ein Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik berufen wurde, ist dadurch erklärt, dass Felix A. Wichmann in Großbritannien studierte. Anders als in Deutschland, wo das Fach fast ausschließlich als Sozialwissenschaft verstanden wird, wird Psychologie dort auch als Naturwissenschaft gelehrt. Wichmann: „Ich habe mich in Oxford nie mit frühkindlichen Entwicklungsstörungen beschäftigt, sondern mit Gehirnanatomie und Mathematik.“

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Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:

Prof. Dr. Felix A. Wichmann
Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik der TU Berlin
Berliner Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience

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