Gaia Pavoni und Thomas Höllt gewinnen VRVis Visual Computing Award

Das Wiener COMET-Zentrum VRVis würdigt mit einem neu ins Leben gerufenen Wissenschaftspreis angewandte Visual-Computing-Forschung aus Europa, die Meeresökologie und Zellbiologie unterstützt.

Visual Computing ist eine Querschnittstechnologie, welche Daten in Informationen und Bilder verwandelt und in fast allen Branchen Anwendung findet. Sie gilt als eine der Schlüsseltechnologien für die Umsetzung einer menschzentrierten Digitalisierung, da sie visuelle Schnittstellen zwischen dem Menschen und dem Computer schafft. Das Wiener Forschungszentrum VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung hat im Jahr 2022 den ersten europaweiten VRVis Visual Computing Award ins Leben gerufen, um Visual-Computing-Leistungen, die zur Erreichung der 17 nachhaltigen Entwicklungsziele der UNO beitragen, vor den Vorhang zu holen. Die siebenköpfige, internationale Jury würdigte gleichberechtigt Gaia Pavoni vom Institute of Information Science and Technologies „Alessandro Faedo“ (ISTI-CNR) und Thomas Höllt von der TU Delft. Die Preisverleihung findet am 26. Jänner 2023 im Rahmen des Symposiums Visual Computing Trends im Tech Gate Vienna statt.

Visual-Computing-Forschungspreis richtet Blick auf globale Entwicklungsziele

Der erste VRVis Visual Computing Award richtet dezidiert das Augenmerk auf die Sustainable Development Goals (SDGs) der Vereinten Nationen und hebt die wichtigen Beiträge, welche Visual Computing zur Erfüllung der einzelnen Ziele jetzt schon leistet, hervor. „Die hoch-qualitativen Einreichungen aus ganz Europa zeigen, welche Werkzeuge und Lösungen Visual Computing im Bereich mensch-zentrierter Medizin, Biodiversität, nachhaltiger Städte, Klimawandelanpassung oder inklusiver Kommunikation auf den Weg bringt“, sagt Katja Bühler, wissenschaftliche Leiterin des VRVis. „Wir sind stolz, Gaia Pavoni und Thomas Höllt für ihre wichtigen Forschungsleistungen mit hoher Anwendungsorientierung auszeichnen und die Öffentlichkeit auf die Rolle von Visual Computing aufmerksam machen zu können.“

Korallenriff-Visualisierung unterstützt Meeresökologie

Gaia Pavoni vom ISTI-CNR erhält den VRVis Visual Computing Award in Anerkennung ihrer herausragenden Visual-Computing-Techniken zur Überwachung von Wasserwelten, welche die SDGs 13 „Maßnahmen zum Klimaschutz“, SDG 14 „Leben unter Wasser“ sowie SDG 9 zum Thema „Innovation“ unterstützt.

Korallenriffe sind wichtige Ressourcen für unseren Planeten, denn sie beherbergen 25% der marinen Artenvielfalt. In den letzten Jahrzehnten ist jedoch ein schnelles und massives Korallensterben zu beobachten – unsichtbar für die Menschen an der Oberfläche. Um die Unterwasserwelt für die Wissenschaft und für die Menschen greifbarer zu machen, entwickelt die IT-Expertin Gaia Pavoni ein KI-basiertes Open-Source-Annotationswerkzeug namens TagLab, das die Überwachung von Korallenriffen ermöglicht und die Arbeit von Meeresökolog:innen erheblich vereinfacht, wodurch die Auswirkungen des Klimawandels auf maritime Lebensräume wie Korallenriffe besser erforscht werden können.

Gaia Pavoni erlangte 2020 ihren PhD in „Information Engineering“ an der Universität Pisa, Italien. Seit 2014 ist sie Research Fellow am italienischen Visual Computing Lab ISTI-CNR, mit zahlreichen wissenschaftlichen Auslandsaufenthalten in Florida, Moorea, San Diego oder Marseille. Für ihre wissenschaftlichen Publikationen wurden ihr bisher mehrere Best Paper Awards verliehen.

Visuelle Analyse in der Zellbiologie

Thomas Höllt von der TU Delft erhält den VRVis Visual Computing Award für seinen wichtigen Forschungsbeitrag im Bereich der visuellen Analyse von Einzelzelldaten, welcher zu SDG 3 „Gesundheit und Wohlergehen“ sowie SDG 9 „Innovation“ beiträgt.

Neuartige Methoden zur Erfassung und Analyse von Protein- und Genexpression auf Einzelzelldaten haben in den letzten Jahren die Systembiologie und die Zellbiologie revolutioniert und Einblicke in das Zusammenspiel der zellulären Funktionen lebender Organismen ermöglicht. Um mit den gewonnenen Daten trotz ihrer enormen Größe und Komplexität effizient arbeiten zu können, entwickelte Thomas Höllt mit seinem Team neue visuelle Analysemethoden und Software-Frameworks namens Cytosplore, ImaCytE und SpaCeCo, um Einzelzelldaten interaktiv zu erforschen. Diese innovativen visuellen Analysewerkzeuge und -methoden machen Mediziner:innen und Wissenschaftler:innen die riesigen Datenmengen im Gesundheitsbereich, z. B. bei der Erforschung von Autoimmunerkrankungen, Krebs, parasitären und viralen Infektionen wie Covid-19, auf völlig neuartige Weise zugänglich.

Thomas Höllt absolvierte seinen PhD an der King Abdullah University of Science and Technology, Saudi Arabien. Nach Stationen in Wien, Salt Lake City und Delft wechselte er 2017 als Assistant Professor an die Universitätsklinik Leiden, bevor er 2020 an die TU Delft zurückkehrte. Er veröffentlichte über 50 peer-reviewed Publikationen, einschließlich des Gewinnerbeitrags für den Dirk Bartz Prize for Visual Computing in Medicine im Jahr 2019. Er ist Mitglied der Eurographics Association.

Über den VRVis Visual Computing Award

Der VRVis Visual Computing Award holt herausragende Forschungsarbeiten aus Europa vor den Vorhang, die durch Visual Computing zukunftsfähige Lösungen im Sinn der 17 Sustainable Development Goals der UNO schaffen. Die siebenköpfige Jury setzte sich zusammen aus den Visual-Computing-Expertinnen und -Experten Dieter Fellner, TU Darmstadt, Ming C. Lin, University of Maryland, Heidi Schumann, TU Rostock, und Anders Ynnerman, Linköping University, sowie der SDG-Spezialist:innen Anja Appel, SDG Watch Austria/Koordinierungsstelle der Österreichischen Bischofskonferenz, Marco Kamiya, UNIDO, und Kirsty Rancier, UNODC.

Die GewinnerInnen des VRVis Visual Computing Awards 2023

Gaia Pavoni (ISTI-CNR) erhält die Auszeichnung des VRVis Visual Computing Awards 2023 für ihren wertvollen Beitrag zur Meeresökologie durch verbesserte Korallenriff-Visualisierung.

Über Gaia Pavoni

Nach einem Abschluss in Mathematik und einigen Jahren Erfahrung in einem technologischen Start-up-Unternehmen trat Gaia Pavoni im November 2014 in das Visual Computing Lab des ISTI-CNR ein. In den ersten Jahren ihrer Karriere konzentrierte sie ihre Forschung hauptsächlich auf das kulturelle Erbe und die Entwicklung digitaler Werkzeuge und Anwendungen für die Untersuchung, Erhaltung und Verbreitung. Im Jahr 2016 bekam sie die Gelegenheit, ihre Doktorarbeit mit ihrer Leidenschaft zum Meer, Tauchen und Umweltthemen zu verbinden. Sie beschloss, sich mit Anwendungen der Computer Vision/Fotogrammetrie und Künstliche Inzelligenz-basierten Tools für die ökologische Unterwasserüberwachung zu beschäftigen. Seitdem arbeitet und forscht sie mit einer multidisziplinären Gruppe von Forschenden aus aller Welt zusammen, um ein tiefes Verständnis für Fragen der Unterwasservermessung zu erlangen. Im Rahmen verschiedener laufender Forschungsprojekte, insbesondere ihrer Software TagLab, automatisiert Gaia Pavoni die Interpretation von 2D- und 3D-Daten, um ein umfassendes Verständnis der marinen Lebensräume zu erlangen und ihre zukünftigen Trends vorherzusagen.

Menschliche Expertinnen und Experten sind unglaublich genau in der Bildanalyse, können jedoch nicht die sehr große Menge an Bildern, die täglich von Korallenriffen gesammelt werden, verarbeiten. Computer sind wiederum schnell in der Verarbeitung, aber ihre Leistung bei komplexen kognitiven Erkennungsaufgaben in komplexen Szenarien leidet immer noch unter mangelnder Genauigkeit. Gaia Pavonis Software "TagLab" verfolgt einen "Human-in-the-Loop"-Ansatz, indem es interaktive KI-Werkzeuge und eine interne Lernpipeline anbietet. Diese Pipeline ermöglicht das Training von benutzerdefinierten Erkennungsmodellen, die Bewertung der Trainingsergebnisse und die Ableitung von Vorhersagen für neue Daten. Schließlich können georeferenzierte automatische Vorhersagen leicht erforscht und interaktiv bearbeitet werden, wodurch eine Genauigkeit erreicht wird, die mit Standardmethoden des maschinellen Lernens allein nicht möglich ist. Es sind Werkeuge wie diese, welche den wichtigen Beitrag von Visual Computing zur Lösung von komplexen Problemen zeigen.

Über die Visual Computing-Forschungsarbeit von Gaia Pavoni

Die zunehmende Verbreitung kostengünstiger Kameras und datengesteuerter autonomer Robotertechnik hat dazu geführt, dass großflächige Unterwasseraufnahmen zur Überwachung von Korallenriffen immer beliebter werden. Ökologische Bewertungen, die aus Bildern abgeleitet werden, waren bisher der direkten Beobachtung durch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vorbehalten. Die Interpretation der gesammelten Daten durch den Menschen ist jedoch zeitaufwändig und stellt eine Herausforderung bei der späteren Analyse dar, so dass jedes Jahr nur eine kleine Menge der gesammelten Bilder anschließend von Ökologinnen und Ökologen analysiert wird.

Algorithmen, die auf maschinellem Lernen basieren, können zwar die Verarbeitungszeit erheblich verkürzen, erreichen aber immer noch nicht die Genauigkeit, die von Expertinnen und Experten bei dieser komplexen Aufgabe erreicht wird. TagLab ist ein KI-basiertes Open-Source-Annotationstool, das die Analyse georeferenzierter photogrammetrischer Daten beschleunigt und dabei den Menschen in den Mittelpunkt stellt. Da Überwachungskampagnen in der Regel Zeitreihendaten umfassen, integriert TagLab außerdem eine Reihe halbautomatischer Algorithmen, um die individuelle Entwicklung von Korallenriffen im Laufe der Zeit zu verfolgen.

Durch die Verringerung des Zeitaufwands für die ökologische Nachbearbeitung von Korallenriffbildern ermöglicht TagLab den Forschungsteams, immer größere Datenmengen zu verarbeiten, ohne dass mehr Personal benötigt wird, und erleichtert dadurch das Verständnis und die Vorhersage künftiger Veränderungen in den Ökosystemen der Korallenriffe. TagLab ist eine Open-Source-Softwarelösung, die technologische Unterschiede zwischen den Labors ausgleicht und gemeinsame Datenstandards und -protokolle fördert.

Die Jury des VRVis Visual Computing Awards zeichnet Thomas Höllt (TU Delft) für seinen wichtigen Forschungsbeitrag im Bereich der visuellen Analyse von Einzelzelldaten aus.

Über Thomas Höllt

Thomas Höllt absolvierte seinen PhD an der King Abdullah University of Science and Technology, Saudi Arabien. Nach Stationen in Wien, Salt Lake City und Delft wechselte er 2017 als Assistant Professor an die Universitätsklinik Leiden, bevor er 2020 an die TU Delft zurückkehrte. Er veröffentlichte über 50 peer-reviewed Publikationen, einschließlich des Gewinnerbeitrags für den Dirk Bartz Prize for Visual Computing in Medicine im Jahr 2019. Er ist Mitglied der Eurographics Association.

Die Preisverleihung findet im Rahmen des Symposiums Visual Computing Trends 2023 statt

Kontakt:

VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung Forschungs-GmbH
Telefon: +43 1 908 98 92
Fax: +43 1 908 98 92 900
E-Mail: 

Die inhaltliche Verantwortung für diesen Beitrag liegt ausschließlich beim Aussender. Beiträge können Vorhersagen enthalten, die auf Erwartungen an zukünftige Ereignisse beruhen, die zur Zeit der Erstellung des Beitrags in Aussicht standen. Bitte verlassen Sie sich nicht auf diese zukunftsgerichteten Aussagen.

Als Life Sciences Organisation mit Sitz in Wien möchten Sie, dass LISAvienna auf Ihre News und Events hinweist? Senden Sie uns einfach Ihre Beiträge an news(at)lisavienna.at.