Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
Fakultät für Mathematik und Informatik
 
Seminar

     

Alexander Sinsel ; Michael Gertz ; Karl Rohr: Organic Computing - Von der Hirnforschung zu selbstorganisierten, verteilten Systemen


Zeit: Fr 16:00-18:00
Großgebiet: Neuroinformatik / Künstliche Intelligenz
Zuordnung: Kerninformatik / Angewandte Informatik
Anmeldung Scheinerwerb
Fortsetzung Themenvergabe
Inhalt: Der Ansatz der Neuroinformatik, zum Verständnis des Nervensystems und des Gehirns beizutragen, gründet auf der Konstruktion von Modellen für Entwicklungs- und Funktionsprozesse im Gehirn. Die aus dem biologischen Vorbild gewonnenen Modelle sollen zum Verständnis, aber auch zur technischen Umsetzung von perzeptiven, adaptiven und kognitiven Prozessen dienen. Ein wesentliches Merkmal solcher Prozesse ist ihre Entstehung und Steuerung auf der Grundlage von Selbstorganisation. Diese Organisationsform findet man bei vielen komplexen Systemen in Natur und Gesellschaft. Selbstorganisation erklärt die Entstehung komplizierter globaler Strukturen im Zusammenspiel zahlreicher Konstituenten auf der Grundlage einfacher Regeln. Treten dabei Erscheinungen auf, die keine der Konstituenten ansich besitzt, so spricht man in der Biologie von Emergenz. Auf dem Begriff der Information basierend, können Kognition und Bewußtsein als solch emergente Phänomene des Zusammenspiels von über 100 Milliarden Neuronen im Gehirn aufgefaßt werden. Schon primitivere Organismen zeigen selbstorganisierte, zielgerichtete Prozesse, welche sich durch ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit und Robustheit auszeichnen. Organische Informationsverarbeitung ist selbst-konfigurierend, selbst-optimierend, selbst-heilend, selbst-schützend, selbst-erklärend. Diese Eigenschaften wären für komplexe Softwareprojekte, insbesondere für verteilte Systeme, wie Grid-Computing oder Enterpricesoftware, sehr wünschenswert und führten in den letzten Jahren zu einem neuen Paradigma, dem Organic Computing. Am Ende des Seminars werden die neusten Ansätze zur selbstorganisierten Steuerung verteilter Systeme vorgestellt.
Bei Interesse kann darüber diskutiert werden, ob überhaupt und inwiefern die hier besprochenen Modelle einen Beitrag zur Philosophie des Geistes leisten können.

Anmeldung durch Eintrag in die Mailingliste:
http://pvs.informatik.uni-heidelberg.de/mailman/listinfo/orco
Kontakt: Alexander Sinsel

Weitere Informationen unter:
http://pvs.informatik.uni-heidelberg.de/Teaching/orco-0910.html
Literatur:  
DAYAN. P. ; ABBOTT, L. F. : Theoretical Neuroscience. Computational and Mathematical Modeling of Neural Systems. MIT Press, 2001
HAKEN, H. : Synergetics. An Introduction. Springer, 1983
MURRAY, J. D. Mathematical Biology. Volume 1: An Introduction. 3. Springer, 2004; Volume 2: Spatial Models and Biomedical Applications. 3. Springer, 2002
ROJAS, R. : Theorie der neuronalen Netze. 4. Springer, 1996
STROGATZ. S. H. : Nonlinear Dynamics and Chaos. With Applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering. Perseus Books, 1994
WILSON, H. : Spikes, Decisions, and Actions. The Dynamical Foundations of Neuroscience. Oxford University Press, 1999
WÜRTZ, R. P. (ed.): Organic Computing - Understanding Complex Systems. Springer, 2008  
Voraussetzungen: Teilnahmevoraussetzung ist der Eintrag in die Mailingliste. Weiter werden Schulkenntnisse in den angrenzenden Fachgebieten vorausgesetzt.
Zielgruppe: Das Seminar richtet sich mit seiner interdisziplinären Thematik an Studierende der Informatik, Physik, Biologie, Mathematik, Psychologie und Philosophie.
Bemerkungen: Das Seminar ist für alle geeignet, die sich mit Modellen der Neuroinformatik vertraut machen wollen. Für Studierende der Informatik oder angrenzender Fachbereiche besteht die Möglichkeit, die erworbenen Kenntnisse im Rahmen von Bachelor- und Diplomarbeiten zu vertiefen.

Literatur:           Hilfe
UNIVERSITÄTSBIBLIOTHEK  HEIDELBERG

Dayan, Peter:
Theoretical neuroscience : computational and mathematical modeling of neural systems / Peter Dayan and L. F. Abbott. - Cambridge, Mass. [u.a.] : MIT Press, 2001. - XV, 460 S. : Ill., graph. Darst. - (Computational neuroscience)
ISBN 0-262-54185-8
      Preis: US-D 43,-
2001  [UB] 2002 H 367
      [UB] LN-U 9-13763
      [HE] IK Dayan
      [HE] BI Dayan
      [MA] Dayan

Haken, Hermann:
Synergetics : introduction and advanced topics / Hermann Haken. - Berlin ; Heidelberg [u.a.] : Springer, 2004. - Getr. Zählung : Ill., graph. Darst. - (Physics and astronomy online library)
ISBN 3-540-40824-X
      Preis: EURO 106,95
      [UB] LN-T 15-14380
ältere Auflagen
1983  [UB] 83 H 1418
      [AR] PH/HAK:H-83
      [PY] PY E Haken
1978  [WS] M III 635::(2)
      [HE] AM Haken
1977  [UB] 77 K 669
      [MA] Haken
      [MA] Haken
      [MA] Haken
      [PY] PY E Haken

Haken, Hermann:
Synergetik : eine Einführung ; Nichtgleichgewichts-Phasenübergänge und Selbstorganisation in Physik, Chemie und Biologie / Hermann Haken. - 3., erw. Aufl. - Berlin ; Heidelberg [u.a.] : Springer, 1990. - XIV, 396 S. : Ill., graph. Darst.
ISBN 3-540-51692-1
      vergriffen
      [UB] 91 H 236
      [PI] 138 Hak
      [WR] P-HAKEN
ältere Auflagen
1983  [EP] PY-EP AL
1982  [UT] UT 12386

Murray, James D.:
Mathematical biology / J. D. Murray. - New York ; Berlin ; Heidelberg [u.a.] : Springer. - (Interdisciplinary applied mathematics ; ...)
----
1. ¬An¬ introduction. - 3. ed., corr. 2. pr. - 2004. - XXIII, 551 S. : graph. Darst. - (Interdisciplinary applied mathematics ; 17)
ISBN 978-0-387-95223-9
      Preis: EURO 53,45
      [UB] LN-U 1-10734::1(3,N,2)
ältere Auflagen
2002  [PY] PY BP Murray
----
2. Spatial models and biomedical applications. - 3. ed., corr. 2. pr. - 2004. - XXV, 811 S. : Ill., graph. Darst. - (Interdisciplinary applied mathematics ; 18)
ISBN 978-0-387-95228-4
      Preis: EURO 71,64
      [UB] LN-U 1-10734::2(3)
ältere Auflagen
2003  [PY] PY BP Murray

Murray, James D.:
Mathematical biology / J. D. Murray. - 2. corr. Ed. - Berlin ; Heidelberg [u.a.] : Springer, 1993. - XIV, 767 S. : Ill., graph. Darst., Kt. - (Biomathematics ; 19)
ISBN 3-540-57204-X
      [UB] LN-U 1-10734
      [PY] PY BP Murray
ältere Auflagen
1990  [ES] 6414 Murr
      [WR] B-MURRA
1989  [MA] Murra
      [WR] B-MURRA

Rojas, Raúl:
Theorie der neuronalen Netze : eine systematische Einführung / Raúl Rojas. - Berlin ; Heidelberg [u.a.] : Springer, 1993. - XVIII, 446 S. : Ill., graph. Darst. - (Springer-Lehrbuch)
ISBN 3-540-56353-9
      vergriffen
      [UB] 93 H 497
      [PY] PY I Rojas
      [PY] PY I Rojas
      [WR] I-ROJAS

Strogatz, Steven H.:
Nonlinear dynamics and chaos : with applications to physics, biology, chemistry, and engineering / Steven H. Strogatz. - [Repr.]. - Cambridge, Mass. : Westview Press, 2007. - XI, 498 S. : Ill., graph. Darst. - (Studies in nonlinearity)
ISBN 0-7382-0453-6
      Preis: US-D 56,-
      [UB] LN-U 9-14387
ältere Auflagen
2006  [UB] LN-U 9-14387
2004  [UB] 2005 H 391
1994  [UB] 94 H 2046
      [PY] PY E Strogatz

Wilson, Hugh R.:
Spikes, decisions, and actions : the dynamical foundations of neuroscience / Hugh R. Wilson. - Repr. - Oxford [u.a.] : Oxford Univ. Press, 2006. - IX, 307 S. : graph. Darst.
ISBN 0-19-852431-5
      vergriffen
      [MA] Wilso InfHB
ältere Auflagen
2005  [MA] Wilso

Organic computing / Rolf P. Würtz (Ed.). - Berlin ; Heidelberg : Springer, 2008. - XI, 355 S. : Ill., graph. Darst. - (Understanding Complex Systems - Springer complexity)(Understanding complex systems)
ISBN 978-3-540-77656-7
      Preis: EURO 106,95
      [UB] LN-U 10-15049