Elitestipendium für Forschung zu Data Science am KIT

Der Postdoc, der in der Gruppe für Systeme der Informationsverwaltung von Prof. Klemens Böhm als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig ist, erhält für sein Projekt „Sequential Decision Making Algorithms for Knowledge Discovery from Data Streams“ von der Baden-Württemberg-Stiftung bis zu 150.000 Euro über drei Jahre für Personal-, Reise-, Sach- und Investitionskosten.

In seinem Projekt erforscht der Wissenschaftler sequenzielle Entscheidungsfindung, oder "Sequential Decision Making" (SDM); eine grundlegende Aufgabe für jeden Agenten, d. h. für jede Software, die mit ihrer Umwelt interagiert. Sie beantwortet die Frage: Was soll ich als Nächstes tun? Herausforderungen entstehen für den Agenten hierbei aus Ungewissheiten über dessen Umgebung und die Auswirkungen seiner Aktionen. Bestehende Algorithmen des SDM sind bereits in der Lage, ihre Umgebung gut zu repräsentieren und dementsprechend zu agieren. Jedoch setzen sie dabei eine statische, sich wenig ändernde Umgebung voraus, die in vielen Anwendungen nicht gegeben ist.

Im Vergleich zur Verarbeitung von statischen Daten -- KDD (Knowledge Discovery from Data) -- ist die Gewinnung nützlichen Wissens in dynamischen Umgebungen deutlich anspruchsvoller. In ihnen entstehen die Daten kontinuierlich in "Datenströmen'", deren grundlegenden Eigenschaften sich jederzeit auf unvorhersehbare Weise ändern können. 
Der Prozess der "Knowledge Discovery from Data Streams'" (KDDS) basiert auf einer Abfolge von sequenziell ausgeführten Analyseschritten. Damit ähnelt er einem SDM-Agenten, der in einer sich ändernden Umgebung durch eine optimale Abfolge von Analyseschritten möglichst viel Wissen gewinnen möchte. Die meisten existierenden KDDS-Algorithmen sind jedoch in ihrer Anpassungsfähigkeit an dynamische Umgebungen stark eingeschränkt. 

In seinem Forschungsvorhaben strebt Edouard Fouché an, die Herausforderungen, die durch dynamische Umgebungen im KDDS-Prozess entstehen, zu lösen, indem er diesen als sequenzielles Entscheidungsproblem behandelt. Dazu werden neue SDM-Algorithmen entwickelt, die die zugrunde liegende Umgebung als dynamischen Datenstrom betrachten. Sie dienen damit nicht nur der Data-Science-Gemeinschaft, sondern sind auch für zahlreiche reale Anwendungen, in denen Datenströme bereits allgegenwärtig sind, relevant. Beispielsweise könnten die Techniken in der Materialwissenschaft zu einer deutlichen Beschleunigung des Erkenntnisgewinns beitragen, indem datengestützt entschieden wird, welches Experiment oder welche Simulation als nächstes durchgeführt werden sollte. 

Mit dem Eliteprogramm unterstützt die Baden-Württemberg Stiftung exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an baden-württembergischen Hochschulen und Universitäten auf ihrem Weg zur Professur, indem sie ihnen eigenverantwortlich beantragte und verwaltete Forschungsprojekte ermöglicht.

Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Vernetzung der Postdocs. Die Baden-Württemberg Stiftung lädt mehrmals jährlich zu begleitenden Veranstaltungen und Netzwerktreffen mit Weiterbildungsinhalten im Bereich der Lehre und des Wissenschaftsmanagements bzw. der akademischen Selbstverwaltung ein. Diese Treffen ermöglichen die Auseinandersetzung mit wichtigen Themen, den fächerübergreifenden Austausch der jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in vergleichbaren Lebenslagen und den Erfahrungsaustausch mit Alumni, die in ihrer wissenschaftlichen Karriere schon einen Schritt weiter sind.

Dr. Edouard Fouché befasst sich mit grundlegenden Forschungsfragen im Bereich Data Science, mit einem Fokus auf die Analyse von Datenströmen. Seine Dissertation, die er im Juli 2020 am KIT verteidigt hat, wurde mit dem Prädikat „Summa Cum Laude'' sowie dem Helmholtz Doktorandenpreis ausgezeichnet. Dr. Fouché absolvierte im Rahmen seiner Promotion zwei Forschungsaufenthalte in den USA und in Japan. Vor seiner Promotion studierte er in seinem Herkunftsland Frankreich Informatik. Dr. Fouché ist als Gutachter für weltweit etablierte Konferenzen auf seinem Forschungsgebiet (KDD, IJCAI, ICDM, SDM) tätig und seit kurzem Mitglied des Lenkungskreises des Karlsruhe House of Young Scientists (KHYS) und des Fakultätsrats an der KIT-Fakultät für Informatik.