Kognitive Systeme

Program

Kognition umfasst die Verarbeitung und Analyse von Informationen innerhalb eines Systems zur Steuerung dessen Verhaltens. Kognition fasst die Gesamtheit von Wahrnehmungsvorgängen, mentalen Prozessen und (motorisch gesteuerten) Handlungen zusammen, die unbewusst oder bewusst ablaufen. Am Beispiel des Menschen können diese Prozesse detailliert studiert werden. Unsere kognitiven Fähigkeiten erlauben es uns, beispielsweise mit Objekten und Personen unserer Umgebung zu interagieren und flexibel auf externe Einflüsse zu reagieren, kreative Lösungen für Probleme zu entwickeln und Wissen zu erwerben. Dies gelingt uns durch die Nutzung verschiedener Sinne, den Rückgriff auf Erfahrungen aus ähnlichen Kontexten sowie die Fähigkeit zu lernen, zu schlussfolgern und Aktionen zu planen. Systeme, die zusammenfassend derartige kognitive Leistungen erbringen, bezeichnen wir als Kognitive Systeme. Diese können sowohl in einem Organismus biologisch realisiert sein, als auch in Form eines technischen Artefakts Fähigkeiten implementieren oder imitieren. Letztere nennen wir kognitive technische Systeme.

Die Untersuchung kognitiver Systeme und ihrer Eigenschaften ist ein inhärent interdisziplinäres Forschungsgebiet im Schnittbereich verschiedener Wissenschaften, z. B. der Informatik, insbesondere der Künstlichen Intelligenz und Neuroinformatik, der Physik und Ingenieurwissenschaften, der Psychologie, Biologie und den Neurowissenschaften sowie verschiedenen klinischen Wissenschaften, wie beispielsweise der Psychiatrie. Die Philosophie bereitet zudem den Rahmen für eine kritische Auseinandersetzung mit den Annahmen und Methoden der wissenschaftlichen Forschung zur Kognition und diskutiert ethische Rahmenbedingungen und Konsequenzen.

Zum Erreichen einer derartigen Funktionalität müssen Systeme mit Mechanismen ausgestattet sein, die Fähigkeiten zur

·         Perzeption und Kognition,

·         Lernen und Gedächtnis,

·         Planung, Entscheidungsfindung und Schlussfolgern, sowie

·         Interaktion

implementieren. In dem englischsprachigen Master of Science (MSc) Studiengang "Cognitive Systems" an der Universität Ulm werden die theoretischen und empirischen Grundlagen derartiger kognitiver Fähigkeiten vorgestellt und hieraus Modelle entwickelt. Diese erlauben es, Mechanismen kognitiver Systeme – sowohl biologische als auch technisch-informatische – zu untersuchen und zu evaluieren. Hierzu werden theoretisch fundierte Konzepte und Verhaltensleistungen in Verbindung gebracht und diese in psychophysischen Studien und psychologischen Tests untersucht. Die jeweiligen Ergebnisse bilden die Grundlage für die Fortentwicklung von Theorien und Modellen kognitiver Funktionen sowie für vielfältige Anwendungen, beispielsweise zur Entwicklung neuer Generationen von Assistenz- und Companion-Systemen, von intelligenten Robotern oder Fahrzeugen, intelligenten Geräten und Spielen, bis hin zu intelligenten Städten, mit dem Ziel der Unterstützung und Verbesserung menschlicher Performanz.

What can I do with an MSc degree in Cognitive Systems?
The profile of this course of study qualifies graduates for work in scientific research as well as in industrial areas with career fields where the seamless interaction of humans and technology plays a central role. Cognitive systems are extremely important to information technology in intelligent systems development and to scientific investigations of human-machine interaction with a focus on human capabilities and system’s adaptability to user preferences. Such domains and contexts reach into the automobile industry, medical technology, design and evaluation of intelligent systems components, and to all high-tech fields in general. Other potential career paths include research and development in cognitive ergonomics, multimedia, e-learning, interface design or, for instance, prosthetics. Specific tasks in such fields include the conception and development of hardware and software solutions or the implementation of improvements on the basis of market research or in the context of usability engineering. In all, Cognitive Systems combines several disciplines: cognitive science (the study of minds’ processes), computation (the technology utilized by computers and technology), and intelligent systems development (design and realization of intelligent systems with capabilities of learning, reasoning, and memory).

What distinguishes a degree in Cognitive Systems from a corresponding degree in Computer Science, Media Informatics or Psychology? The qualification in the undergraduate subjects of Computer Science and Psychology is focused on the disciplinary core topics and offers a broad spectrum of activities in industry. For interdisciplinary questions, which are located at the interface between these subjects, graduates with knowledge from both scientific fields are required, experts with interdisciplinary methodological knowledge. While graduate students in Media Informatics supplement the computer science basics with basics of design and media technology, the focus in Cognitive Systems is on the combination of empirical and functional analysis of cognitive processes. These range from sensory processes, knowledge-based planning, reasoning and decision-making, to motor performance, e.g. in navigation, haptic manipulation and others. The investigation of learning processes of declarative and procedural knowledge as well as the control of working memory are core topics of the investigation and development of cognitive systems.

The career opportunities for graduates with an interdisciplinary education from both the area of psychology and computer science are already excellent, but the demand will likely grow even further. Several companies in Ulm and the surrounding region are potential employers for graduates of the master's course Cognitive Systems. For example, the research area of automotive technologies offers various domains in which cognitive functions of future technological solutions are mandatory. Self-driving cars with non-monitored driving capabilities (level 3 to 5) require surround sensing and analysis, autonomous planning, and decision-making function. Such functionalities and mechanisms are at the core of cognitive systems research. Research and development branches of automotive, sensor and intelligence, and communication and telecommunication have settled in the Science Park Ulm or in the surrounding regions of the city of Ulm. Furthermore, topics such as cognitive ergonomics, interface design, or usability are highly relevant for several small and medium-sized enterprises in the Ulm region, who work in the areas of transport technology, mechanical engineering, or auditory perception and speech recognition technology.

Graduates with an MSc degree in Cognitive Systems also have the best prerequisites for a subsequent academic career. The interdisciplinary training prepares graduates for doctoral positions in projects or graduate programs. This applies to interdisciplinary topics, for example, in the life sciences, neurosciences, interactive technologies or intelligent systems.

The disciplines of computer science, engineering and psychology are organized within one faculty at the Ulm University. Due to this special situation graduates of the course also have excellent opportunities for pursuing further interdisciplinary research careers regarding cognitive systems in Ulm, but also in other research institutions.

Dr. Markus Maucher

Studienkommission Informatik

James-Franck-Ring
89081 Ulm
markus.maucher(at)uni-ulm.de
Raum: O27 3206
Telefon: +49731-5024106

Prof. Dr. Heiko Neumann

Institut für Neuroinformatik

James-Franck-Ring
89081 Ulm
E-Mail: heiko.neumann(at)uni-ulm.de
URL: zur Website
Raum: O27 4303
Telefon: +49 731 50-24158