Eine der größten Herausforderungen der Wissenschaft ist das Verständnis der Funktionsweise des Gehirns. Mit der Entwicklung von neuronalen Netzen hat man einige wichtige Aspekte der Funktionsweise des Gehirns bereits sehr gut erfaßt -- von einem umfassenden Gehirnmodell ist man hingegen noch weit entfernt. Die Bild- bzw. Mustererkennung durch neuronale Netze findet mittlerweile in vielen Bereichen der Robotik und Automation Anwendung. Wir arbeiten derzeit an der Modellierung von dynamikerkennenden adaptiven Systemen, die Simulationsfähigkeit besitzen. Wir hoffen, der Simulationsfähigkeit des Gehirns durch unsere Entwicklungen näher zu kommen.
Teil dieses Projekts ist die Entwicklung einer adaptiven Schnittstelle zur Bildersuche. "EyeVisionBot" wertet des Suchverhalten der individuellen Benutzer durch Blickerfassung aus und optimiert die Bildersuche auf die am wahrscheinlichsten erwünschten Kategorien. Projektparter ist das "Medienkunstnetz". EyeVisionBot ist seit dem 18. September 2004 im Medienmuseum zu sehen und zu benutzen. Es gibt außerdem den open source client "openbaar" für den GIFT server (Gnu Image Finding Tool). Das Projekt "EyeVisionBot" (Demo movie: ca 90 MB avi-file) wurde vom 18.-20. Juni 2004 auf dem Karlsruher Stadtgeburtstag präsentiert. Am 9. Juni 2005 wurde das Projekt "EyeVisionBot" mit dem 7. Platz des doIT Software Award ausgezeichnet.
In einem weiteren Teilprojekt beschäftigen wir uns mit Entscheidungsstrategien. Im Medienmuseum ist seit dem 18. September 2004 die Installation "KI-Arena" zu sehen. Die Museumsbesucher können eigene Agenten kreieren, diese mit einer Strategie ausstatten und den Erfolg ihrer Kreaturen verfolgen und später wieder abrufen.

Wesentliche Charakteristika der Stabilität dissipativer Systeme stellen die so genannten Lyapunov-Exponenten dar. Letztere sind ein Maß für das exponentielle Auseinanderdriften von Trajektorien eines nichtlinearen Systems ...

Eine kurze, allgemeinverständliche Einführung in die Problemstellung.

Gängige Algorithmen zur Lösung von Differentialgleichungen können eine Dissipation induzieren, die keine Eigenschaft des zu untersuchenden dynamischen Systems darstellt und daher zu Ergebnisverfälschungen führt. Diese Abhandlung beschäftigt sich mit der Notwendigkeit eines konsistenten Algorithmus für Molekular-Dynamik-Simulationen.

Im Jahre 1954 publizierte Alan Turing seine berühmt gewordene Arbeit zu den chemischen Mechanismen der Morphogenese. Kleine lokale Instabilitäten in Netzwerken von gekoppelten Oszillatoren (heute "Turing-Instabilitäten" genannt) können zur Ausbildung kohärenter globaler Muster führen ...

"Der Begriff der Performanz entstand aus der Einsicht heraus, dass Fähigkeiten und Dispositionen von Lebewesen der unmittelbaren Beobachtung unzugänglich seien. Performanzen als aktuelle Handlungen sind dagegen jederzeit öffentlich beobachtbar."
Diese Charakterisierung der Performanz (gefunden bei Hans Dieter Huber) läßt sich durch einen Analogieschluß leicht auf eine naturwissenschaftliche Anwendung übertragen. Ersetzen wir nämlich das Lebewesen in Hubers Erläuterung durch System- oder Bewegungsgleichung, so haben wir die Analogie zu einer Fähigkeit oder Disposition, die erst durch ihre explizite Anwendung, z.B. in Form einer visuellen Simulation auf dem Computer, der unmittelbaren Beobachtung zugänglich wird. Beipielsweise sind die meisten nichtlinearen dynamischen Systeme nicht mehr analytisch lösbar, so dass hier die Analogie der verborgenen Fähigkeiten und Dispositionen der Lebewesen zu denen von dynamischen Systemen besonders signifikant wird.

Musik als "symbolische Dynamik" kann zum Verständnis komplexer Dynamiken beitragen.
Siehe auch: http://www.antarktika.at/

Im Rahmen der Erforschung der Beobachterabhängigkeit physikalischer Systeme führte die Anwendung der 1997 von H.H. Diebner abgeleiteten Entropieformel zu interessanten neuen Erkenntnissen. Es wurde in einer molekulardynamischen Simulation (pdf-file des kompletten Artikels) gezeigt, dass bei der Kopplung mehrerer Systeme, wovon eines als Beobachter aufgefasst werden kann, ein Informationstransfer mit einer physikalischen Einwirkung auf das beobachtete Subsystem verbunden ist. Die Erkenntnisse aus dieser Forschung sollen nun in die Bio-Feedback-Experimente zur Erforschung der Wahrnehmung übernommen werden. Vermutlich läßt sich die Simulation in eine reale Beobachtersituation übertragen.

From July - December 2004 the Institute of Basic Research hosted Andres Burbano as a visiting scientist. He worked on "Ways of neuron", an online scientific documentary about the impact of Neuroscience research and its relationship with the nature of the mind.