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#41261 / #1

Seit WiSe 2025/26

Deutsch, Englisch

Knowledge Graphs and AI-driven Applications
Wissensgraphen und KI-gesteuerte Anwendungen

6

Hauswirth, Manfred

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Telekommunikationssysteme

34332300 FG Open Distributed Systems (ODS)

Keine Angabe

Kontakt


HFT 3

Le Phuoc, Danh

lehre@ods.tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

In einer zunehmend datengetriebenen Welt besteht eine zentrale Herausforderung darin, komplexe und miteinander verknüpfte Informationen zu verstehen und nutzbar zu machen - sei es in der Robotik, in Smart Cities, im Automobilbereich oder bei Digitalen Zwillingen. Wissensgraphen haben sich als leistungsstarkes Paradigma zur Strukturierung und zum Schließen über semantische Daten etabliert. Sie ermöglichen intelligenten Systemen, vielfältige Informationsquellen zu integrieren, zu interpretieren und darauf zu reagieren. Dieser Kurs bietet eine umfassende Einführung in die Grundlagen, den Aufbau, die Speicherung und die KI-gestützten Anwendungen von Wissensgraphen. Die Teilnehmenden lernen sowohl theoretische Konzepte als auch praktische Umsetzungen kennen und erwerben die Fähigkeiten, Wissensgraphen in modernen KI-Systemen mit großen Sprachmodellen (LLMs) und Foundation Models effektiv einzusetzen. Anhand praxisnaher Beispiele und Übungen entwickeln sie Kompetenzen zur Erstellung skalierbarer, dynamischer und kontextbewusster Wissenssysteme, die symbolisches Schließen und maschinelles Lernen miteinander verbinden. Zusammenfassend umfassen die Lernziele: - Kenntnisse über Wissensgraphen demonstrieren. - Fähigkeiten in der Anwendung von Wissensgraphen in KI-gesteuerten Anwendungen in den Bereichen Robotik, Automobilindustrie und Smart Cities demonstrieren

Lehrinhalte

Die Kursinhalte sind in vier Blöcke unterteilt: I) Grundlagen für Wissensgraphen • Zentrale Konzepte und Formalismen • Abfragesprachen und Verarbeitungsoperatoren • Wissensgraph-Embeddings II) Aufbau von Wissensgraphen • Datenaufnahme und -transformation • Anreicherung und Angleichung • Einsatz von LLMs und Foundation Models III) Speicherung und Verarbeitung von Wissensgraphen • Speicherdesign für Wissensgraphen • Verarbeitung von Graphabfragen • Schließen mit Wissensgraphen • Streaming-Daten mit dynamischen Wissensgraphen IV) KI-gesteuerte Anwendungen von Wissensgraphen • Wissensgraphen in Computer Vision und Robotik • Wissensgraphen in Gebäuden und Smart Cities • Wissensgraphen in der Automobilindustrie • Wissensgraphen in Digitalen Zwillingen - Aufgaben: alle paar Wochen müssen Studierende eine größere Codebasis abgeben. - Labor: Im Laufe des Semesters finden Programmierübungen statt, und die Studierenden werden dabei aufgefordert, ihre Arbeit zu erklären und vorzustellen. - Präsentation (Q&A): Am Ende des Semesters werden die inkrementellen Ergebnisse als eine Projektabgabe zusammengeblendet. Diese wird in einem Vortrag verteidigt.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Knowledge Graphs and AI-driven ApplicationsIVWiSeen4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Knowledge Graphs and AI-driven Applications (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsemzzeit15.02.0h30.0h
Vortrag15.04.0h60.0h
Übungsaufgaben/ Praxisteil15.04.0h60.0h
Gruppenprojekt15.02.0h30.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Dieser Kurs beinhaltet in integrierter Form: Vorlesungen, Übungen & Labore, Gruppenprojekte

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Dieser Kurs beinhaltet praktische Übungen zur Installation, Konfiguration und Programmierung verschiedener Tools. Es wird empfohlen, dass die Studierenden über Erfahrung mit Programmiersprachen (z. B. Java, Python), relationalen Datenbanksystemen, SQL und Linux verfügen.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Englisch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
(Ergebnisprüfung) Aufgaben30flexibelProjektabhängig
(Ergebnisprüfung) Präsentation (Q&A)30mündlich30 mins
(Lernprozesservaluation) Labor40flexibelProjektabhängig

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt95.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt65.0pt60.0pt55.0pt50.0pt

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 25.

Anmeldeformalitäten

Bitte beachten Sie, dass die Teilnahme an der IV ab der ersten Woche verpflichtend ist. Weitere Informationen finden Sie unter: http://www.ods.tu-berlin.de

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Aidan Hogan,et al (2021) Knowledge Graphs, Synthesis Lectures on Data, Semantics, and Knowledge, No. 22, 1-237, DOI: 10.2200/S01125ED1V01Y202109DSK022, Springer. Online Access: https://kgbook.org/
Mayank Kejriwal, Craig A. Knoblock and Pedro Szekely (2021). Knowledge Graphs: Fundamentals, Techniques, and Applications (Adaptive Computation and Machine Learning series). The MIT Press. ISBN: 9780262045094

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Computer Engineering (M. Sc.)12WiSe 2025/26SoSe 2026
Computer Science (Informatik) (M. Sc.)14WiSe 2025/26SoSe 2026
Elektrotechnik (M. Sc.)12WiSe 2025/26SoSe 2026
Information Systems Management (Wirtschaftsinformatik) (M. Sc.)12WiSe 2025/26SoSe 2026
Medieninformatik (M. Sc.)12WiSe 2025/26SoSe 2026
Medientechnik (M. Sc.)14WiSe 2025/26SoSe 2026

Sonstiges

Keine Angabe