Neues Institut kämpft mit KI gegen "Spaghettimonster" und Co

Bei der Präsentation des aktuell am Forschungszentrum für Molekulare Medizin (CeMM) der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) tätigen Biochemikers streute ihm Institutsleiter Michael Bronstein, er gilt als einer der weltweit führenden KI-Forscher, Rosen: "Winter is coming", sagte er in Anlehnung an die Fantasy-Reihe "Game of Thrones", am Donnerstag vor Journalisten in den frisch bezogenen Institutsräumlichkeiten am Vienna Biocenter Campus (VBC) in Wien-Landstraße.

Mit der Rekrutierung Bronsteins ist der ÖAW als Träger des Instituts und der gemeinnützigen Boehringer Ingelheim Stiftung (BIS), die den Aufbau der neuen Einrichtung mit 150 Millionen Euro fördert, im vergangenen Herbst ein Coup gelungen. "Wir werden schnell wachsen", sagte der Gründungsdirektor nun, denn es gehe um nicht weniger, als eine neue Herangehensweise an wissenschaftliches Arbeiten einzuleiten. War früher der Mensch derjenige, der Hypothesen entwickelte, die es dann zu überprüfen galt, könne KI künftig schon an dieser Stelle der Forschungsarbeit zum "fast gleichberechtigten Partner werden".

Gerade in den Lebenswissenschaften sei der Bedarf nach potenten "Partnern" groß: Wie sich die Grundbausteine biologischer Abläufe, die Proteine, aufbauen bzw. "falten", lasse sich nicht etwa aus Formeln ableiten. Der Chemie-Nobelpreis im vergangenen Jahr für die Hauptentwickler des auf KI basierenden Modells "AlphaFold2", das die dreidimensionale Struktur von Proteinen vorherzusagen vermag, zeige, mit welch komplexen Herausforderungen man es etwa beim grundlegenden Verständnis von Krankheiten wie Krebs eigentlich zu tun hat. Die Vorarbeiten zu dem System hätten um die 50 Jahre gedauert, zum "Training" von AlphaFold benötigte man unglaubliche Datenmengen.

Biologische Abläufe reprogrammieren

Die werde man nun auch in Wien mit neuesten Methoden aus den biologischen Experimenten herausholen, erklärte Winter. Im neuen "Robotics Lab" will man künftig enorme Informationsmengen über biologische Abläufe sammeln, die dann wieder der Entwicklung eigener KI-Systeme dienen. So gilt es herauszufinden, wie an Proteine, die beispielsweise an der Krebsentstehung beteiligt sind, winzige kleine Moleküle ("Small Molecules") angehängt werden können, mit deren Hilfe die Problemverursacher sozusagen für die Müllabfuhr der Zellen markiert und unschädlich gemacht werden können.

Es gehe gewissermaßen um das "Reprogrammieren von biologischen Abläufen", sagte Winter. Was vor kurzem noch nach Science-Fiction geklungen hat, werde KI-unterstützt greifbar. Auch die Frage, wie Eiweiße Informationen weitergeben, könne man neu angehen. Die hier beteiligten "intrinsisch ungeordneten Proteine" geben nämlich massive Rätsel auf. "Sie sehen aus wie ein Spaghettimonster. Wir haben keine Möglichkeit vorherzusagen, wie sie sich falten." Sie sind aber Antreiber vieler Krankheiten, über die es sehr viel herauszufinden gilt, um neue Therapieansätze zu entwickeln.

Groß denken mit Michael Bronstein

Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, denke man durchaus groß. Stehen nun am Übergangsstandort bis zu 3.600 Quadratmeter Fläche zur Verfügung, soll bis Mitte 2029 ein noch geräumigeres, eigenes Gebäude in Wien-Landstraße entstehen, so "Aithyra"-Geschäftsführerin Anita Ender. Bald sollen bis zu zehn Forschungsgruppen am Institut arbeiten, momentan sei man auf der Suche nach Gruppenleitern und vor allem Technikern, die die benötigte Hard- und Software aufbauen und weiterentwickeln können, erklärte Bronstein.

Und letztlich brauche man die für KI-Anwendungen nötigen Hightech-Grafikprozessoren (GPUs) in signifikanter Zahl. Um diese neuralgische Hardware reißen sich momentan Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Auch hier denke Bronstein groß, so Ender gegenüber der APA: "Er bringt ein ganz anderes Mindset hinein." Seine lange Zusammenarbeit mit dem US-Unternehmen Nvidia, dem mit Abstand größten Hersteller von GPU-Chips, sei einer der Schlüssel zum angestrebten Erfolg.

(S E R V I C E - https://www.oeaw.ac.at/aithyra)