Softwareprojekt: Maschinelles Lernen für lebenswissenschaftliche Daten W25/26
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Description

In diesem Softwareprojekt arbeiten wir mit verschiedenen ML-basierten Methoden für Vorhersagen für konkrete Fragestellungen aus der Biologie, wie zum Beispiel die Vorhersage der Wirkung von Medikamenten oder die Entwicklung von Infektionszahlen. Dabei liegt der Fokus explizit auf der Entwicklung, Implementierung und Evaluation des methodischen Frameworks und weniger auf der Vorbereitung der Daten.

Die Programmiersprache ist Python, und wir planen die Verwendung von modernen Python-Modulen für ML wie PyTorch oder ggf. JAX. Gute Python-Kenntnisse sind Voraussetzung. Das Softwareprojekt findet semesterbegleitend statt und kann auch auf Englisch durchgeführt werden.

 

Relevant resources

All the resources below are highly relevant, but if this is your first time being exposed to neural differential equations you should focus on the underlined items.

Theory

  • Beginner friendly:
    • The best source covering the main flavors of neural differential equations in-depth: On Neural Differential Equations, https://arxiv.org/abs/2202.02435
    • Overview of the current state of the field: Comprehensive Review of Neural Differential Equations for Time Series Analysis, https://arxiv.org/abs/2502.09885
  • Neural ODEs
    • The paper that started the whole field: Neural Ordinary Differential Equations, https://arxiv.org/abs/1806.07366
  • Neural CDEs: 
    • Neural Controlled Differential Equations for Irregular Time Series, https://arxiv.org/abs/2005.08926

    • Neural Controlled Differential Equations for Online Prediction Tasks, https://arxiv.org/abs/2106.11028

  • Neural SDEs:

    • Stable Neural Stochastic Differential Equations in Analyzing Irregular Time Series Data, https://openreview.net/forum?id=4VIgNuQ1pY

    • Scalable Gradients for Stochastic Differential Equations, https://arxiv.org/abs/2001.01328

Software

Neural differential equations = differential equations + Neural networks. We will be using Diffrax for differential equations and Equinox for neural networks, all written in JAX.

  • JAX: https://docs.jax.dev/en/latest/notebooks/thinking_in_jax.html

  • Diffrax: https://docs.kidger.site/diffrax/

  • Equinox for Neural networks: https://docs.kidger.site/equinox/

Basic Course Info

Course No Course Type Hours
19334212 Projektseminar 2

Time Span 14.10.2025 - 10.02.2026
Instructors
Katharina Baum
Pascal Iversen

Study Regulation

0086c_k150 2014, BSc Informatik (Mono), 150 LPs
0086d_k135 2014, BSc Informatik (Mono), 135 LPs
0087d_k90 2015, BSc Informatik (Kombi), 90 LPs
0088d_m60 2015, MSc Informatik (Kombi), 60 LPs
0089c_MA120 2014, MSc Informatik (Mono), 120 LPs
0159c_m30 2014, ABV Informatik, 30 LPs
0159d_m30 2023, ABV Informatik, 30LPs
0207b_m37 2015, MSc Informatik (Lehramt), 37 LPs
0208b_m42 2015, MSc Informatik (Lehramt), 42 LPs
0458a_m37 2015, MSc Informatik (Lehramt), 37 LPs
0471a_m42 2015, MSc Informatik (Lehramt), 42 LPs
0511a_m72 2016, MSc Informatik (Lehramt), 72 LPs
0511b_m72 2019, M-Ed Fach 2 Informatik (Lehramt an Gymnasien - Quereinstieg), 72 LP
0556a_m37 2018, M-Ed Fach 1 Informatik (Lehramt an Integrierten Sekundarschulen und Gymnasien), 37 LPs
0556b_m37 2023, M-Ed Informatik Fach 1 (Lehramt an Integrierten Sekundarschulen und Gymnasien), 37 LP
0557a_m42 2018, M-Ed Fach 2 Informatik (Lehramt an Integrierten Sekundarschulen und Gymnasien), 42 LPs
0557b_m42 2023, M-Ed Informatik Fach 2 Informatik (Lehramt an Integrierten Sekundarschulen und Gymnasien), 42 LPs
0590a_MA120 2019, MSc Data Science, 120 LP
0590b_MA120 2021, MSc Data Science, 120 LP

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Main Events

Day Time Location Details
Tuesday 16-18 T9/046 Seminarraum 2025-10-14 - 2026-02-10

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