Artificiell intelligens och integrerade datorsystem (AIICS)

Artificiell intelligens och integrerade datorsystem är en avdelning vid Institutionen för datavetenskap. Verksamhetens huvudfokus är forskning och undervisning inom artificiell intelligens, dess teoretiska grunder och dess tillämpningar.

Robothunden Spot överlämnar en första hjälpen väska till en knäböjande man

Foto Fredrik Streiffert

Avdelningen har cirka 60 medarbetare och består av fem enheter (forskningslaboratorier):

  • Artificiell intelligens (AILAB)
  • Maskinresonemang (MR)
  • Naturligt språkbehandling (NLP)
  • Resonerande och lärande (ReaL)
  • Teoretisk datalogi (TCSLAB)


För en presentation av varje enhet, se nedan.

Enheten Artificiell intelligens (AILAB)

Forskningen i AILAB är fokuserad på teoretiska och praktiska aspekter relaterade till kunskapsrepresentation, och tekniker för resonemang och slutledning för bearbetning av kunskap som används i både robotsystem och mjukvarusystem.  

Forskargrupper

I AILAB ingår följande tre forskargrupper med fokus på olika ämnen:

  • Kognitiva robotsystem
  • Tillämpad logik
  • Planering och diagnos

Forskningsämnen

Exempel på nuvarande forskningsämnen inom enheten är:

  • Autonoma intelligenta system: Forskningsperspektivet är att autonoma system är mänskligt konstruerade system innehållandes datorer och mjukvara som ger dem förmågor att tolka och förstå sensordata samt att resonera och utföra rationella handlingar i sin omgivning, oberoende av mänsklig inblandning. Graden av oberoende från människor varierar beroende på uppgift och syfte. Så system kan vara mer eller mindre autonoma. Fokuset är på studier och utveckling av hårdvara, mjukvara och algoritmer för autonoma intelligenta system som interagerar med andra agenter och mänskliga operatörer. AILAB har mer än två decenniers erfarenhet av utveckling av luft- och markbundna autonoma robotsystem som använts som demonstrationsplattformar för labbets forskningsresultat.
  • Multi-agent-system: Studier och utveckling av AI-baserad problemlösnings- och styrningsparadigm för system med en agent eller multi-agent-system där aspekter relaterade till interaktion, samarbete, autonomi och distribution är särskilt viktiga.
  • Kognitiva robotsystem: Forskning om kognitiva robotsystem inbegriper studier och utveckling av kognitiva funktioner på en hög nivå, samt testning av sådana funktioner på robotsystem som används för att lösa verkliga problem. Centralt för denna aktivitet är ett effektivt användande av modeller av roboten och dess omgivande miljö, samt att grunda modellerna i den aktuella miljön genom sensorer och system för perception. Logik används ofta som modelleringsspråk för detta.
  • Tilllämpad logik: Forskningen inbegriper studier och användning av logik för att bygga modeller, samt studier och användning av resonemangsmetoder för att använda modellerna i intelligenta artefakter, så som mjukvaruagenter eller robotsystem.
  • Planering och diagnos: Forskning inom automatisk planering inbegriper studier och utveckling av algoritmer för att generera strategier eller sekvenser av handlingar för att uppnå olika mål. Forskning inom automatisk diagnos inbegriper studier och utveckling av algoritmer som använder kausal information om ett system eller ett systems omgivning för att felsöka, ge förklaringar och lösningar för trasiga system eller beteenden som är kognitivt felaktiga.

    AILAB, tidigare Knowledge Processing Laboratory (KPLAB), grundades 1996. Enheten leds av Patrick Doherty, professor. För närvarande (2024) består AILAB av två professorer, två forskningsassistenter och tre forskningsingenjörer, varav en bedriver doktorandstudier

 

Enheten Maskinresonemang (MR)

I vårt forskningslaboratorium utvecklar vi maskiner som kan resonera och agera i komplexa miljöer. Vårt primära forskningsområde är automatiserad planering som vi kompletterar med tekniker från maskininlärning, kombinatorisk optimering och operationsanalys (Operations research).

Forskningsämnen

Våra huvudsakliga forskningsämnen inkluderar:

  • Planeringsteori: Vi bidrar till de teoretiska grunderna i automatiserad planering med studier av komplexiteten i planeringsproblem och algoritmer.
  • Inlärningsplaneringsmodeller (Learning Planning Models): Vi utvecklar algoritmer som extraherar  dynamiken i en observerad miljö för att lära oss komprimerade beskrivningar av planeringsuppgifter.
  • Effektiva planeringsalgoritmer: Vi designar och implementerar skalbara planeringsalgoritmer, huvudsakligen baserade på heuristisk sökning i tillståndsrymden (heuristic state-space search).
  • Generaliserad planering: Vi skapar metoder för att lära oss hur man löser en hel klass av uppgifter effektivt.
  • Planering och förstärkningsinlärning: Vi kombinerar tolkningsbarheten inom planering med flexibiliteten hos förstärkningsinlärning.

Sammanfattningsvis strävar vi efter att skapa AI-system som effektivt löser intrikata sekventiella beslutsfattande problem utifrån solida teoretiska grunder och praktiska algoritmer.

Enheten leds av Jendrik Seipp, universitetslektor.

Enheten Naturligt språk-behandling (NLP)

Vi utvecklar och analyserar datormodeller för mänskligt språk. Vårt arbete sträcker sig från grundforskning om algoritmer och maskininlärning till tillämpad forskning inom språkteknologi och computational social science.

Vårt nuvarande fokus ligger på att analysera och förbättra neurala språkmodeller. Konkret arbetar vi med metoder för att förbättra modellernas effektivitet, pålitlighet och användbarhet för språk med begränsade resurser. Vi har också ett långvarigt intresse i arbete vid skärningspunkten mellan naturligt språk-behandling och teoretisk datavetenskap.
 

Vi deltar i flera nationella och internationella forskningssamarbeten, däribland Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program (WASP), det EU-finansierade projektet TrustLLM – Demokratisera pålitlig och effektiv teknik för stora språkmodeller för Europa, och Swedish Excellence Centre for Computational Social Science (SweCSS).

Vår undervisningsportfölj omfattar kurser och examensarbeten inom naturligt språk-behandling och text mining på grundläggande, avancerad och forskarutbildningsnivå. 

Enheten leds av Marco Kuhlmann, professor.

Enheten Resonerande och lärande (ReaL)

Vi bedriver grundläggande AI-forskning om algoritmer, tekniker och metoder för maskinresonemang, maskininlärning och integration av resonemang och inlärning. Vårt fokus är på AI som är pålitlig, robust och transparent. Utöver teoretiska bidrag tar ReaL itu med högaktuella tekniska och samhälleliga utmaningar med stor inverkan på samhället, och gör framsteg inom praktiskt användbar AI för tillämpningar i relevanta verkliga sammanhang.

Forskningsämnen

Våra forskningsämnen inkluderar:

  • Kombinatorisk tilldelning
  • Generativ AI för tidsserier
  • Stora språkmodeller
  • Resonemang och lärande
  • Förstärkningsinlärning
  • Inkrementellt resonemang och lärande över strömmande data
  • Generering av syntetisk data
  • Effektiva autonoma system

ReaL leder många av AI-aktiviteterna vid Linköpings universitet, inklusive ett av de fyra EU-finansierade nätverken av AI-forskningscenter (TAILOR), EU-projektet TrustLLM som utvecklar pålitliga och faktabaserade stora språkmodeller, och Wallenberg AI and Transformative Technologies Education Development Program (WASP-ED).

Finansiering

Forskningen finansieras av Knut och Alice Wallenberg Stiftelse (KAW), Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program (WASP), Marcus och Amalia Wallenberg Stiftelse (MAW), WASP Humanities and Society (WASP-HS), Vinnova, Horizon 2020, ELLIIT, Trafikverket, Forskarskolan i datavetenskap (CUGS, LiU), och Zenith (LiU).

Samverkan

ReaL samarbetar med och stödjer aktivt den svenska industrin, statens samtliga nivåer, samt både den privata och offentliga sektorn. ReaL tillhandahåller den bredd och det djup som är nödvändigt för att fullt ut dra nytta av modern, pålitlig AI. Vårt fokus ligger på AI-lösningar för beslutsstöd som inte bara är användbara och tillförlitliga, utan även bevisats vara effektiva i att leverera nytta i verkliga sammanhang.

Vi gör AI praktiskt, pålitligt och verkligt. Vi gör det ReaL.

Enheten leds av Fredrik Heintz, professor.

Enheten Teoretisk datalogi (TCSLAB)

Kontakta oss

Aktuellt vid AIICS

Nyheter och reportage

Studenthuset

Samverkan mellan människa och AI fokus för konferens

I november 2024 kommer den japansk-europeiska EJEA-konferensen till Sverige och för första gången till Linköpings universitet. Konferensens tema är framtidskunskap och kompetens för AI-driven innovation i Europa och Japan.

En grupp människor sitter runt ett konferensbord

AI och tvärvetenskap går hand i hand

LiU har skaffat sig en stark position inom artificiell intelligens. I augusti besökte regeringens AI-kommission Campus Valla för att lyssna på forskare och känna på superdatorer.

Omslagsbilden från avhandlingen

Nybliven doktor i datalogi: Fredrik Präntare

Fredrik Präntare försvarade den 27 maj sin avhandling som utforskar fördelningen av odelbara enheter för att optimera värde, rättvisa och samhällelig välfärd. Nu ser han fram emot att arbeta vidare med de bolag han byggt upp vid sidan av studierna.

Forskning vid AIICS

Senaste publikationerna

2024

Cyrille Berger, Patrick Doherty, Piotr Rudol, Mariusz Wzorek (2024) Leveraging active queries in collaborative robotic mission planning INTELLIGENCE & ROBOTICS, Vol. 4, s. 87-106 (Artikel i tidskrift) Vidare till DOI
Emanuel Sanchez Aimar, Nathaniel Helgesen, Yonghao Xu, Marco Kuhlmann, Michael Felsberg (2024) Flexible Distribution Alignment: Towards Long-Tailed Semi-supervised Learning with Proper Calibration Computer Vision – ECCV 2024: 18th European Conference, Milan, Italy, September 29–October 4, 2024, Proceedings, Part LIV, s. 307-327 (Konferensbidrag) Vidare till DOI
Md Fahim Sikder, Resmi Ramachandranpillai, Daniel de Leng, Fredrik Heintz (2024) FairX: A comprehensive benchmarking tool for model analysis using fairness, utility, and explainability Proceedings of the 2nd Workshop on Fairness and Bias in AI, co-located with 27th European Conference on Artificial Intelligence (ECAI 2024), Artikel 16 (Konferensbidrag)
Paul Höft, David Speck, David Speck, Jendrik Seipp, Florian Pommerening (2024) Versatile Cost Partitioning with Exact Sensitivity Analysis Proceedings of the Thirty-Fourth International Conference on Automated Planning and Scheduling (ICAPS 2024), s. 276-280 (Konferensbidrag)
Kristina Levina, Nikolaos Pappas, Athanasios Karapantelakis, Aneta Vulgarakis Feljan, Jendrik Seipp (2024) Numeric Reward Machines Workshop on Bridging the Gap Between AI Planning and Reinforcement Learning (Konferensbidrag)
Jendrik Seipp (2024) Efficiently Computing Transitions in Cartesian Abstractions Proceedings of the Thirty-Fourth International Conference on Automated Planning and Scheduling (ICAPS 2024) (Konferensbidrag) Vidare till DOI
Augusto B. Corrêa, Jendrik Seipp (2024) Consolidating LAMA with Best-First Width Search ICAPS 2024 Workshop on Heuristics and Search for Domain-independent Planning (HSDIP) (Konferensbidrag)
Clemens Büchner, Patrick Ferber, Jendrik Seipp, Malte Helmert (2024) Abstraction Heuristics for Factored Tasks Proceedings of the Thirty-Fourth International Conference on Automated Planning and Scheduling (ICAPS 2024), s. 40-49 (Konferensbidrag) Vidare till DOI
David Speck, Daniel Gnad (2024) Decoupled Search for the Masses: A Novel Task Transformation for Classical Planning Proceedings of the Thirty-Fourth International Conference on Automated Planning and Scheduling (Konferensbidrag) Vidare till DOI
Yiran Wang, José Antonio Hernández López, Ulf Nilsson, Daniel Varro (2024) Using Run-Time Information to Enhance Static Analysis of Machine Learning Code in Notebooks COMPANION PROCEEDINGS OF THE 32ND ACM INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE FOUNDATIONS OF SOFTWARE ENGINEERING, FSE COMPANION 2024, s. 497-501 (Konferensbidrag) Vidare till DOI

Fler initiativ inom AI vid AIICS, IDA och LiU

Om institutionen