Locatello Group
Kausales Lernen und Künstliche Intelligenz
Modernes maschinelles Lernen beschränkt sich immer noch auf eine oberflächliche Beschreibung der Realität, die nur dann gültig ist, wenn die Versuchsbedingungen festgelegt sind. Es ignoriert weitgehend Eingriffe in die Welt, Bereichsverschiebungen und zeitliche Strukturen. Um diese Probleme zu lösen konzentriert sich die Locatello-Gruppe auf das Lernen kausaler Darstellungen und kausaler Modelle aus Daten. Mithilfe präziser Theorien und skalierbarer Algorithmen ermöglichen sie AI Agents, Ursache-Wirkungs-Beziehungen, die Auswirkungen von Eingriffen und Verteilungsänderungen zu verstehen, die den Daten zugrunde liegen, auf die sie stoßen.
Fortschritte im Bereich des kausalen Lernens haben vielversprechende Anwendungen im Bereich des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz, einschließlich Robustheit, Erklärbarkeit und Fairness bei Erkennungs-, Schlussfolgerungs- und Planungsaufgaben. Am wichtigsten ist jedoch, dass sie sich auf die Entdeckung neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse aus riesigen Datenmengen auswirken und als Schnittstelle zwischen Menschen und komplexen Systemen für die Entscheidungsfindung dienen.
Kausales Lernen entsteht durch die Entdeckung von strukturellem Wissen über den datenerzeugenden Prozess und bedeutungstragende Abstraktionen, die gut definierte kausale Beziehungen ermöglichen. Die Forschungsfragen erstrecken sich auf die theoretische Identifizierbarkeit und methodische Innovationen beim kausalen Lernen, die Entdeckung von Objekten und abstrakten Entitäten, ihre Variationsfaktoren und ihre kausalen Beziehungen. Die Gruppe wendet diese Methoden an, um offene Probleme des maschinellen Lernens zu lösen und neue Anwendungen in den Wissenschaften zu ermöglichen.
Team
Es sind mehrere Doktorand:innen- und Postdoktorand:innenstellen verfügbar!
Angehende Doktorand:innen: Bitte bewerben Sie sich über https://phd.pages.ista.ac.at
Angehende Postdoktorand:innen: Bitte wenden Sie sich an Francesco.Locatello@ista.ac.at
Laufende Projekte
Kausale Entdeckung | Lernen kausaler Repräsentationen | Entdeckung von Objekten | Visuelle Schlussfolgerung | Deep Learning Methoden | KI für die Wissenschaft
Publikationen
Pervez AA, Locatello F, Gavves E. 2024. Mechanistic neural networks for scientific machine learning. Proceedings of the 41st International Conference on Machine Learning. ICML: International Conference on Machine Learning, PMLR, vol. 235, 40484–40501. View
Lao D, Hu Z, Locatello F, Yang Y, Soatto S. 2024. Divided attention: Unsupervised multi-object discovery with contextually separated slots. 1st Conference on Parsimony and Learning. CPAL: Conference on Parsimony and Learning. View
Burg M, Wenzel F, Zietlow D, Horn M, Makansi O, Locatello F, Russell C. 2023. Image retrieval outperforms diffusion models on data augmentation. Journal of Machine Learning Research. View
Xu D, Yao D, Lachapelle S, Taslakian P, von Kügelgen J, Locatello F, Magliacane S. 2023. A sparsity principle for partially observable causal representation learning. Causal Representation Learning Workshop at NeurIPS 2023. CRL: Causal Representation Learning Workshop at NeurIPS, 54. View
ReX-Link: Francesco Locatello
Karriere
Seit 2023 Assistant Professor, Institute of Science and Technology Austria (ISTA)
2020 – 2023 Senior Applied Scientist, Amazon Web Services
2020 PhD, ETH Zürich (Max Planck – ETH Center for Learning Systems), Schweiz
Ausgewählte Auszeichnungen
2023 Hector Stiftung-Preis für herausragende wissenschaftliche Leistungen auf dem Gebiet des Maschinellen Lernens
2022 ETH Silver Medal für herausragende Dissertation
2019 Best Paper Award auf der International Conference on Machine Learning (ICML)
2019 Google Ph.D. Fellowship in Maschinellem Lernen
Zusätzliche Informationen
Mitbetreute Student:innen:
Francesco Montagna’s website
Dingling Yao’s website
Siddhartha Gairola’s website
Marco Fumero’s website
Zhenyu Zhu’s website