Nachhaltig in einer vernetzten Welt

Wenn Google Maps einem nicht nur die Busverbindung anzeigt, sondern auch noch darauf hinweist, dass an der Haltestelle ein E-Roller bereit steht für den letzten Kilometer zum eigentlichen Ziel; wenn Behörden Informationen über neue Fotovoltaik-Anlagen nicht mehr händisch in ein zentrales Register eintragen müssen, weil eine Software Luftbilder auswertet und diese Module automatisch erkennt; wenn Altglascontainer ihren Füllstand melden und die Entsorger anhand dieser Daten ihre Touren zum Entleeren der Container optimieren: Dann sind das alles Beispiele, in denen künstliche Intelligenz einen wesentlichen Beitrag dazu leistet, Menschen ihren Alltag zu erleichtern und Organisationen zu einem sparsameren Umgang mit Ressourcen zu bewegen.

Energie, Mobilität und Smart Cities

Welche Möglichkeiten die Digitalisierung bietet, um Unternehmen und die Gesellschaft mit Blick auf ökonomische, ökologische und soziale Aspekte leistungsfähiger zu machen: Daran forscht Professor Gunther Gust. Der 36-Jährige hat seit dem 1. August 2022 den Lehrstuhl für Prozess- und IT-Integration für Künstliche Intelligenz im Unternehmen an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) inne. Dabei konzentriert er sich auf die Themenbereiche Energie, Mobilität und Smart Cities und entwickelt und erprobt neuartige Informationssysteme, die auf Methoden der künstlichen Intelligenz zurückgreifen, wie beispielsweise maschinelle Lern- und Optimierungsverfahren. 

„In den vergangenen Jahren hat die künstliche Intelligenz im Bereich der Informatik enorme Fortschritte gemacht“, sagt Gunther Gust. Die technische Anwendung in Unternehmen hinke dieser Entwicklung jedoch deutlich hinterher. Das zu ändern, hat sich Gust zum Ziel gesetzt.

Forschung am digitalen Zwilling

Wenn also beispielsweise ein Altglas-Entsorger seine Lkw möglichst effizient einsetzen will, baut Gust zunächst ein digitales Abbild der Stadt mit all ihren Straßen und Altglas-Sammelstellen nach – einen sogenannten digitalen Zwilling. Anschließend „füttert“ er dieses Modell mit den Füllstandsmeldungen aus den Containern. „Man bildet also das System nach, variiert anschließend die unterschiedlichen Variablen und wertet die Ergebnisse aus“, sagt Gust. Die Frage, die über allem schwebt, lautet in diesem Fall: Wie lässt sich das System der Altglasleerung mithilfe künstlicher Intelligenz so optimieren, dass die Lkw möglichst kurze Strecken zurücklegen?

Gust ist wichtig, dass sich seine Forschungsthemen an realen Problemen orientiert, weshalb er gerne eng mit Partnern auf der Praxis zusammenarbeitet. Gleichzeitig betont er: „Was wir hier machen, ist Grundlagenforschung. Wir entwerfen Prototypen, zeigen, was technisch möglich wäre, und schaffen damit die Grundlage dafür, dass diese Verfahren dann außerhalb der Universität zur Anwendung kommen.“

Künstliche Intelligenz, die durchschaubar ist

Gust setzt dabei auf einen neuen Entwicklungszweig, der immer mehr an Bedeutung gewinnt: die sogenannte explainable artificial intelligence. „Wenn heute beispielsweise künstliche Intelligenz in einem autonomen Fahrzeug sich dafür entscheidet, nach links auszuweichen, lässt sich die Ursache dieser Entscheidung in den Algorithmen in der Regel nicht mehr nachvollziehen. Dafür sind die Algorithmen zu komplex“, sagt Gust. Explainable artificial intelligence soll im Unterschied dazu transparenter und nachvollziehbarer arbeiten. „Ein vielversprechender Zweig für die Zukunft“, findet Gust.

Mit seinem Forschungsschwerpunkt zu Smart Cities sieht sich Gust an der JMU am richtigen Platz. Dieser passe sehr gut zum Leitmotiv der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät: „Nachhaltiges Wirtschaften in der vernetzten und diversen Welt von morgen“. Darüber hinaus freue er sich auf die Zusammenarbeit mit dem Center for Artificial Intelligence and Data Science CAIDAS, in das sein Lehrstuhl eingebettet sein wird.

Praxisbezug in der Lehre

In der Lehre will Gust Schwerpunkte auf anwendungsbezogene Themen im Bereich KI legen. Wichtig sei es ihm, fundierte methodische Kompetenzen im Arbeiten mit künstlicher Intelligenz zu vermitteln. Gleichzeitig sollen seine Studierenden dieses Wissen „Hands on“ am Computer einsetzen, damit sie sich fit für die Praxis fühlen – egal, in welchem Sektor sie später landen werden. Aus diesem Grund plant er auch, neueste Software-Systeme in seine Lehre zu integrieren.

Arbeit in einem engagierten Umfeld

Warum hat er sich eigentlich für eine Karriere in der Wissenschaft entschieden? Mit seinem Abschluss und seinen Kenntnissen müsste er in der Wirtschaft doch ein gefragter Mann sein. „In der Forschung – und natürlich auch in der Lehre – ist jeder Tag anders: Das ist es, was mir daran besonders gefällt“, sagt er. Immer wieder mit neuen Problemen konfrontiert zu sein und kreativ nach Lösungen zu suchen, mache ihm Spaß. Dazu ein junges, engagiertes Umfeld mit pro-aktiven Menschen: Dies alles spreche für eine akademische Laufbahn.

Außerdem bereite es ihm Vergnügen, komplexe Sachverhalte so herunterzubrechen, dass andere sie verstehen können. „Es bereitet mir eine enorme Genugtuung, wenn am Ende jemand sagt: ‚Jetzt habe ich es verstanden‘“.

Zur Person

Gunther Gust wurde am 24. September 1986 in Tübingen geboren. Er hat von 2007 bis 2014 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Wirtschaftsingenieurwesen studiert. Vor seinem Wechsel an die Universität Würzburg leitete er die Forschungsgruppe „Smart Cities and Industries“ am Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik der Universität Freiburg. Am dortigen Lehrstuhl und am Lawrence Berkeley National Laboratory promovierte Gust zuvor zum Thema „Analytical Information Systems for the Planning and Operation of Decentralized Electricity Networks“. Dabei wurde er als Stipendiat von der Studienstiftung des Deutschen Volkes und der Heinrich Böll Stiftung unterstützt.

Kontakt

Prof. Dr. Gunther Gust, Lehrstuhl für Prozess- und IT-Integration für KI im Unternehmen,
T: +49 931 31-85115, gunther.gust@uni-wuerzburg.de