Ausgabe 09/2016 - Schwerpunkt Vorbilder

Klaus-Robert Müller

Der Maschinenlehrer

Klaus-Robert Müller
Ein Geschenk der Mitarbeiter: Müllers Porträt aus Zauberwürfeln

• „Ich mag den Begriff künstliche Intelligenz eigentlich nicht“, sagt Klaus-Robert Müller, Professor für Theoretische Informatik an der Technischen Universität Berlin. Denn er führe in die Irre. „Maschinen sind noch nicht intelligent, und viele der klassischen KI-Forscher der Achtzigerjahre haben ihre großen Versprechen nicht gehalten und nur wenige wirklich interessante Ergebnisse geliefert.“ An seiner Bürotür hängt ein Schild mit dem Titel „Leiter Fachgebiet maschinelles Lernen“. Das bedeutet: Computer lernen aus Beispielen und können diese Erkenntnisse verallgemeinern. Sie erkennen dann auch Muster in Daten, mit denen sie zuvor nicht gefüttert wurden. 

Maschinelles Lernen klingt bescheidener als künstliche Intelligenz. Weniger Science-Fiction findet öffentlich auch weniger Beachtung. Dabei waren es die eher leise auftretenden Forscher dieses Teilgebiets der Informatik, die unter anderem die Automatisierung von Bild- und Spracherkennung, selbstfahrenden Fahrzeugen oder die Betrugserkennung bei Kreditkartenzahlungen vorangetrieben haben. Müller gehört zu den wichtigsten Vertretern dieses Fachs weltweit. Er hat mindestens drei Forschungsansätze mit großer gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Relevanz zu einem jeweils frühen Zeitpunkt erkannt und geprägt.

Dazu zählt die Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen. Diese ermöglichen zum Beispiel vollständig gelähmten Patienten, sich wieder verständlich zu machen. Sie tragen eine Kappe mit Elektroden, die Gehirnströme messen. Vor dem Auge des Gelähmten laufen auf einem Monitor Buchstaben vorbei. Wenn der richtige erscheint und der Mensch das auch denkt, erkennt die Maschine dies. So können etwa ALS-Patienten verhältnismäßig schnell ganze Sätze buchstabieren.

Oder die sogenannten Support Vector Machines. Das sind mathematische Verfahren, dank derer Computer lernen, Daten zu klassifizieren und Muster in großen Datenmengen zu erkennen. Die Methode wurde von dem russisch-amerikanischen Mathematiker Wladimir Wapnik – einer von Müllers langjährigen Mentoren – in den AT&T-Bell-Laboren entwickelt und kommt heute bei vielen automatisierten Anwendungen zum Einsatz. Der Berliner Professor leistete einen entscheidenden Beitrag, um das Verfahren für die medizinische Forschung nutzbar zu machen. 

Und schließlich verdankt die Welt Müller eine annähernde Lösung der Schrödingergleichung mit den Mitteln des maschinellen Lernens. Das hört sich sehr theoretisch an, bedeutet aber ganz praktisch mögliche Durchbrüche für die chemische Industrie, die Materialherstellung und die Entwicklung neuer Medikamente. Wer die Gleichung löst, kann molekulare Eigenschaften und deren Veränderungen etwa durch höhere Temperaturen vorhersagen. Ein ganzer Forschungszweig ist darauf spezialisiert, die sogenannte Dichtefunktionaltheorie, kurz DFT. Die Schrödingergleichung mathematisch exakt für Materialien zu lösen, dauert auch mit enormer Rechenkraft Monate, für Moleküle zumindest Stunden. Mit den Methoden des maschinellen Lernens lässt sich ein in den meisten Fällen ausreichend genauer Wert in Millisekunden vorhersagen. 

Müller hat diverse Forschungspreise gewonnen, viele der weltweit klügsten Köpfe seines Fachs zusammengeführt und eine hoch dotierte Gastprofessur in Südkorea. Er ist stellvertretender Leiter des Berliner Big Data Centers und Mitglied der Wissenschaftsakademie Leopoldina, wo er die Arbeitsgruppe zu Big Data und Privatheit leitet. „Klaus’ besondere Fähigkeit besteht darin, mit einer sehr weiten Perspektive auf wissenschaftliche Probleme zu schauen. Er entwickelt dadurch geniale und inspirierende Ideen, die vollkommen neue wissenschaftliche Pfade aufmachen.“ Das sagt Shunichi Amari. Der emeritierte Professor am Tokioter Riken Brain Science Institute ist unter Informatikern eine Forscherlegende und in Japan eine sogenannte Bunka Kōrōsha, eine Person kultureller Verdienste, die höchste und seltene Auszeichnung des japanischen Staates für Wissenschaftler. Müller arbeitete in den Neunzigerjahren als junger Forscher in Amaris Arbeitsgruppe an der Universität Tokio. „Klaus ist eine extrem reflektierte Person“, sagt Amari, „auch das ist einer der Gründe, warum ihn so viele Freunde und Kollegen auf der ganzen Welt bewundern.“

Außerhalb der Fachkreise aber kennt den kleinen, sportlichen Professor aus Berlin kaum jemand. Es gibt nicht einmal einen Wikipedia-Eintrag über Müller. Zum 50. Geburtstag bekam er ein Porträt geschenkt, das aus 400 Zauberwürfeln zusammengesetzt ist. Seine 50 Mitarbeiter hatten ein Programm geschrieben, das Hinweise gab, wie die Würfel hingedreht werden müssen, um das Porträt zu ergeben. Mit der Person Klaus-Robert Müller verhält es sich wie mit diesem grobpixeligen Bild. Man muss ein paar Schritte zurücktreten, um zu erkennen, wer der leise sprechende Mann ist, der die Forschung voranbringt, ohne viel Wind zu machen.

Falls Sie diese Formeln nicht verstehen sollten, ...

Hierarchisches Denken schadet dem Fortschritt

Es ist nicht leicht, mit Müller über die Inhalte seiner Forschung zu sprechen. Er ist zugewandt und bemüht sich, aber es ist nicht seine Stärke, verständlich zu machen, was andere nicht verstehen. Seine Sätze sind verschachtelt und gespickt mit Fachbegriffen. In seiner Vorlesung an der TU Berlin runzeln auch viele seiner fortgeschrittenen Studenten beim Mitschreiben die Stirn. Leichter verständlich wird Müller, wenn er darüber spricht, wie und warum er forscht und lehrt. Dann sagt er kurz und knapp: „Ich möchte Dinge machen, die mich interessieren, zusammen mit neugierigen, interessanten Menschen.“ 

Diese begabten Menschen könnten allerdings auch an amerikanischen Elite-Universitäten lernen und arbeiten. Müller gelingt es jedoch, außergewöhnliche Talente nach Berlin zu holen. Ein Angebot, mit dem er sie lockt: „In unserer Forschungsgruppe haben Schulterklappen keine Bedeutung.“ Jede kluge Idee einer wissenschaftlichen Hilfskraft im Grundstudium muss das gleiche Gehör finden wie die des Chefs. Das gilt als eine Art Naturgesetz in Müllers Institut. Ebenso die Regel: „Jede und jeder hat unabhängig vom akademischen Rang das Recht, klares und ehrliches Feedback zu geben und zu bekommen.“ Dies allerdings immer auf freundliche und konstruktive Weise – ein Prinzip, das Müller ebenfalls von seinem großen Ziehvater Shunichi Amari übernommen hat. Bei dem war die Formulierung „Darüber sollten wir noch einmal nachdenken“ die Umschreibung für „Schade, dass Sie diesen Unsinn komplett vergessen können“.

Klaus-Robert Müller glaubt nicht daran, dass „das harte Aussieben von Studenten und Doktoranden“ an US-amerikanischen Elite-Unis die bessere Methode ist. „Nicht dauerhaft 80 Arbeitsstunden pro Woche bringen die Durchbrüche. Wissenschaftler müssen den Kopf frei und meistens Spaß an der Sache haben, und sie müssen innerhalb der Teams auch nicht in übermäßig harter Konkurrenz zueinander stehen.“ Produktiver sei es, sich mit der internationalen Konkurrenz zu messen, also den Wettbewerb mit anderen Teams zu suchen. 

Das ist einer der Gründe, warum Müller nicht an einer US-Universität lehrt und auf ein Vielfaches an Gehalt und Forschungsmitteln verzichtet. Dieser Karriereweg stand dem gebürtigen Karlsruher dank seines Forschungsgebiets künstliche Intelligenz durchaus offen. Doch das kam für ihn nicht infrage: „Ich wäre wie die meisten meiner amerikanischen Kollegen die meiste Zeit mit Managementaufgaben und Akquise von Forschungsgeldern beschäftigt gewesen.“ Hierzulande habe er mit dem Bundesministerium für Bildung und Forschung und der Deutschen Forschungsgemeinschaft großzügige und verlässliche Partner. Der Aufwand hält sich für ihn in vernünftigen Grenzen, sodass er das tun kann, was er wissenschaftlich will.

... sind Sie damit nicht allein

Seine Schüler machen beeindruckende Karrieren 

Die deutsche Forschungslandschaft hält Müller für unterschätzt. „In Berlin kann ich mit 20 Minuten S-Bahn-Fahrt einen extrem spannenden Experten auf jedem relevanten Forschungsfeld treffen, wenn ich will.“ Davon macht er unter anderem Gebrauch, wenn er mit Pathologen der Charité maschinelles Lernen in großem Stil in der Krebsforschung einsetzen möchte. Seit dem Krebstod seines Schwagers ist das die nächste große wissenschaftliche Aufgabe, die er sich gestellt hat. Ziel dabei ist es, mit sich selbst trainierenden Bilderkennungsverfahren, Krebszellen deutlich genauer zu identifizieren, zu klassifizieren und ihre zerstörerische Wirkung abzuschätzen. Die Fortschritte dabei sind beachtlich. 

Nicht nur bei dieser Aufgabe will sich Müller nicht mit der Rolle des Mittelbeschaffers und Wissenschaftsmanagers begnügen. Knapp 50 Prozent seiner Zeit investiert er in Forschung im eigentlichen Sinn. Er tue das, weil er glaube, dank seiner jahrzehntelangen Erfahrung, „ein paar Dinge besser durchdenken zu können“. Außerdem will er vorleben, dass es sich lohnt, wenn begabte Menschen ihre Energie wichtigen Dingen widmen. Rund 15 Studentinnen und Studenten machen jedes Jahr ihren Master an seinem Lehrstuhl. Zwischen fünf und zehn Doktoranden schließen jährlich ihre Promotion bei ihm ab. Ein Großteil der Absolventen geht dann ins Silicon Valley, bekommt große Gehälter und macht Karriere. Einige gründen auch selbst Firmen, vor allem im Berliner Raum, und machen in Social Media oder digitalem Marketing. Er könne das verstehen, sagt Müller. Dort entfalte „das Wissen, das wir hier erzeugen, unmittelbar Wirkung“. Schade findet er es trotzdem. 

Seinen Studenten gibt er in seiner Vorlesung mit auf den Weg, wie großartig es doch wäre, „wenn wir maschinelles Lernen für die wichtigen Dinge einsetzten. Zum Beispiel, um herauszufinden, ob eine Blutvergiftung von Bakterien oder Viren verursacht wurde.“ 

Inzwischen sind 29 ehemalige Doktoranden oder Post-Doktoranden von Klaus-Robert Müller selbst in den USA, Europa oder Asien Vollzeit-Professoren. Das dürfte keinem anderen deutschen Lehrstuhlinhaber im Alter von 51 je gelungen sein. Und übrigens auch keinem Professor einer US-Elite-Universität. ---

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