Der Campus Gummersbach der TH Köln berichtet von einen großen Erfolg eines Studierenden bei einem internationalen Wettbewerb. In seiner Arbeit ging es um die Verwendung von KI bei der Zellforschung: Soheil Ayati, Student im Masterstudiengang Automation & IT am Campus Gummersbach der TH Köln, hat beim internationalen Wettbewerb „Biohub Cell Tracking During Development“ für Künstliche Intelligenz (KI) den zweiten Platz unter 3947 Teams erreicht. Für seine selbstständig entwickelte Lösung erhielt der 25-Jährige eine Goldmedaille der Plattform Kaggle und ein Preisgeld von 12.000 US-Dollar.
Zellen im Embryo erkennen und verfolgen
Die Aufgabe klingt zunächst fachlich, lässt sich aber leicht erklären: Wie bewegen sich Zellen, und wie teilen sie sich, während ein Embryo heranwächst? Grundlage waren Mikroskopieaufnahmen von Zebrafisch-Embryonen. Die Teilnehmenden sollten Computerprogramme entwickeln, die einzelne Zellen auf dreidimensionalen Bildern erkennen und über mehrere Zeitpunkte hinweg verfolgen. Zusätzlich sollten sie Zellteilungen erkennen und nachvollziehen, welche Tochterzellen aus welcher Mutterzelle entstanden sind.
Hohe Anforderungen an die Teilnehmenden
Das ist anspruchsvoll, wie die Mitteilung der TH deutlich macht. In einem wachsenden Embryo bewegen sich viele Zellen gleichzeitig, sie sehen einander ähnlich, liegen dicht beieinander und verändern ständig ihre Position. Außerdem waren in den Trainingsdaten nur wenige Zellen von Hand markiert. Ihre Ergebnisse wurden anhand eines einheitlichen mathematischen Bewertungssystems beurteilt, das unter anderem prüfte, wie zuverlässig Zellen über die Zeit korrekt zugeordnet und Zellteilungen erkannt wurden.
Nutzen für die biologische Forschung
Solche Auswertungen sind für Biologen bisher oft sehr zeitaufwendig, weil viele Bilder von Hand durchgesehen werden müssen. Zuverlässige KI-Verfahren könnten diese Arbeit erheblich beschleunigen und helfen, die Entstehung von Lebewesen sowie Krankheiten besser zu verstehen.
Nachtschichten und neue Heimat Gummersbach
Ayati arbeitete an seiner Lösung in zahlreichen Experimenten, oft in Nachtschichten. „Mein Ziel war es, zu gewinnen und dadurch andere Studierende zu inspirieren“, sagt er. Zuvor hat er Elektrotechnik am Campus Gummersbach studiert. Für sein Studium zog er aus dem Iran nach Gummersbach, das für ihn inzwischen zur neuen Heimat geworden ist. Einen Teil des Preisgelds will er spenden.
Was Kaggle ist
Kaggle ist eine der weltweit größten Online-Plattformen für Künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und Datenanalyse. Unternehmen und Forschungseinrichtungen stellen dort technische und wissenschaftliche Fragen als Wettbewerb ein und veröffentlichen passende Daten. Die Ergebnisse werden verglichen, die besten Teams erhalten Preisgelder und Medaillen. Die Plattform gehört zu Google.
Der Wettbewerb in Zahlen
Für den Wettbewerb stellte Biohub insgesamt 60.000 US-Dollar Preisgeld bereit. Rund 4500 Personen aus 120 Ländern nahmen teil, und insgesamt wurden 95.438 Lösungen eingereicht. Mit Platz zwei gehört Ayati zu den besten rund 0,05 Prozent der Teams. Nur 17 erhielten eine Goldmedaille.
