SELF

This project develops neuro-inspired mechanisms to enable artificial neural networks to autonomously structure their own learning processes. Current AI systems rely on externally defined training schedules and struggle with balancing the integration of new knowledge and the retention of prior knowledge. Drawing on principles from cognitive neuroscience, this project introduces three complementary mechanisms: prefrontal-inspired context switching for adaptive task selection, cognitive fatigue as a signal to regulate memory replay, and recurrent neural architectures for optimizing task sequences over time. These mechanisms are integrated into a unified framework and evaluated in lifelong multi-task learning settings under realistic computational constraints. The project advances both AI, toward more autonomous and resource-efficient learning systems, and neuroscience by providing a computational framework to study self-directed learning in the brain.

Dieses Projekt entwickelt neuro-inspirierte Mechanismen, die es künstlichen neuronalen Netzen ermöglichen, ihre eigenen Lernprozesse autonom zu strukturieren. Aktuelle KI-Systeme sind auf extern definierte Trainingspläne angewiesen und haben Schwierigkeiten, die Integration neuen Wissens mit der Beibehaltung bereits erworbenen Wissens in Einklang zu bringen. Ausgehend von Prinzipien der kognitiven Neurowissenschaft führt dieses Projekt drei komplementäre Mechanismen ein: präfrontal-inspiriertes Kontextumschalten für adaptive Aufgabenauswahl, kognitive Ermüdung als Signal zur Steuerung des Gedächtnisabrufs sowie rekurrente neuronale Architekturen zur Optimierung von Aufgabensequenzen über die Zeit. Diese Mechanismen werden in einem einheitlichen Rahmenwerk integriert und unter realistischen Recheneinschränkungen in Szenarien des lebenslangen Multi-Task-Lernens evaluiert. Das Projekt leistet Beiträge sowohl zur KI – hin zu autonomeren und ressourceneffizienteren Lernsystemen – als auch zur Neurowissenschaft, indem es einen rechnerischen Rahmen zur Untersuchung selbstgesteuerten Lernens im Gehirn bereitstellt.