Im Data Science Camp, Karriereentwicklung und Selbst

3. August 2023 – In einem mit Teppich ausgelegten Flur liegen mehrere zufällige Gegenstände auf dem Boden verstreut – hier eine Tüte Chips, dort ein einzelner Schuh. Plötzlich schlendert ein Spielzeugauto auf die Objekte zu und fährt dabei geradeaus. Es stoppt abrupt vor den Chips, erkennt das Hindernis und macht eine scharfe Kurve. Dann geht es seinen neuen Weg, wird aber vom Schuh blockiert. Als es die Situation erfasst und beschließt, zurückzuweichen, bricht lauter Applaus aus.

Eine Gruppe von Oberstufenschülern drängt sich um das Auto und bejubelt ihren Erfolg bei der Herstellung eines selbstfahrenden Autos. Die Fahrdemonstration ist der Höhepunkt zweiwöchiger harter Arbeit im Data Science in Action Camp, einem Sommerprogramm mit Schwerpunkt auf Computerprogrammierung und künstlicher Intelligenz – insbesondere maschinellem Lernen –, das vom Translational Data Science Center for a Learning Health System (CELEHS) durchgeführt wird ) an der Harvard TH Chan School of Public Health und der Harvard Medical School.

„Unser Hauptziel ist es, Studierenden, die sonst nicht über diese Ressourcen verfügten, einen qualitativ hochwertigen Zugang zu Datenwissenschaft und maschinellem Lernen zu bieten“, sagte Tianxi Cai, John Rock-Professor für Bevölkerungs- und Translationsdatenwissenschaften. Sie ist Direktorin von CELEHS und eine der Co-Direktoren der Fakultät des Programms, zusammen mit Junwei Lu, Assistenzprofessorin für Biostatistik an der Harvard Chan School, und Jessica Gronsbell, Assistenzprofessorin am Department of Statistical Sciences der University of Toronto .

Das im Jahr 2019 gestartete Camp richtete sich hauptsächlich an Studenten im Raum Boston – darunter auch solche aus unterrepräsentierten Gruppen – und zog bisher über 120 Teilnehmer an. In diesem Jahr wurde das Camp auf Kalifornien ausgeweitet und beherbergte 16 Studenten aus Harvard und 12 Studenten aus der San Jose State University.

Bau eines „Spielzeug-Tesla“

Die Studierenden besuchen zunächst Vorlesungen und lernen zunächst das Programmieren und dann die Entwicklung von Algorithmen für maschinelles Lernen. Die Vorträge zeigen Beispiele dafür, wie maschinelles Lernen auf die Gesundheit angewendet werden kann – beispielsweise die schnelle Analyse von Röntgenbildern, um die Diagnose von Krankheiten zu erleichtern. Beim Camp 2023 wurden die Vorlesungen virtuell und persönlich in Boston von Lu, Gronsbell und Kun-Hsing Yu, Assistenzprofessor für biomedizinische Informatik an der Harvard Medical School, gehalten – und alle wurden für die kalifornischen Teilnehmer per Livestream übertragen. Darüber hinaus wurden die Vorträge aufgezeichnet, sodass sie später zusammen mit den Programmressourcen an andere Institutionen weitergegeben werden können, die an der Durchführung eigener Programme interessiert sind.

Wenn es nach den Vorlesungen an die Studierenden geht, die Konzepte in die Praxis umzusetzen, werden sie mit dem Bau und der Programmierung eines selbstfahrenden Autos beauftragt und erhalten dabei Unterstützung von Lehrassistenten vor Ort an beiden Standorten.

„Der Grund, warum wir uns für ein selbstfahrendes Auto entschieden haben, ist, dass jedes Kind neugierig darauf ist. Sie werden es in den Nachrichten hören“, sagte Cai. „Wir scherzen, dass es ein Spielzeug-Tesla ist, damit sich die Kinder damit identifizieren und sich dafür interessieren können.“

In Teams bauen Studierende Autos, die über eine Bordkamera verfügen. Anschließend machen sie Fotos von Objekten und geben sie in einen maschinellen Lernalgorithmus ein, der den Autos beibringt, Hindernisse während der Fahrt zu erkennen und darauf zu reagieren.

Karrieren in der Datenwissenschaft

Zusätzlich zum Bau der Autos nehmen die Studierenden an Seminaren teil, bei denen Datenwissenschaftsexperten über ihre Reise durch verschiedene Karrierewege in Wissenschaft und Industrie berichten.

Nazir Canty, ein aufstrebender Junior an der Arlington High School, der am Camp 2023 teilnahm, sagte, dass ihm die Seminare neue Karrieremöglichkeiten eröffnet hätten, beispielsweise die Karriere als Biostatistiker oder Epidemiologe. „Ich wusste nicht einmal, dass das Dinge sind, und dann reden sie darüber und erzählen es dir im Detail“, sagte er.

Canty entschied sich aufgrund seines Interesses an Technik und Programmierung für die Teilnahme am Camp. Zuvor hatte er versucht, Geräte wie ferngesteuerte Autos zu bauen, wollte seine Fähigkeiten aber auf die nächste Stufe bringen.

„Ich habe mich schon immer für das Programmieren interessiert, aber ich konnte es einfach nicht verstehen“, sagte er. Im Camp hatte er die Möglichkeit, nicht nur von den Dozenten, sondern auch von Kommilitonen Programmieren zu lernen. „Einige Leute in unserer Gruppe beschäftigten sich schon seit langem mit dem Programmieren, und ich hatte es noch nicht einmal in die Hand genommen – was großartig war“, sagte er.

Nach Abschluss des Camps plant Canty, sein eigenes selbstfahrendes Auto zu bauen und verschiedene Möglichkeiten zu finden, es zu verbessern, möglicherweise im Rahmen eines Schulprojekts.

Eine weitere Teilnehmerin des Camps 2023 war Ida von Gadow, eine Nachwuchsschülerin der German International School Boston. In den letzten Jahren hat sie ihr Interesse am Programmieren durch die Erstellung von Videospielen und Websites selbst erforscht, aber das Camp bot viele neue Möglichkeiten.

Von Gadow sagte, dass das Camp nicht nur ihr Interesse an einem weiteren Informatikstudium gefestigt, sondern auch ihr Interesse an Mathematik geweckt habe. „Es hat mich zum Nachdenken gebracht: Ist das vielleicht etwas, was ich in Zukunft verfolgen möchte?“ Es hat mir diese Tür auch ein wenig geöffnet“, sagte sie.

„In der Schule trifft man im Allgemeinen keine Leute, die sich für [Informatik] interessieren“, fügte sie hinzu. „Hier ist ein Raum voller Leute, die Informatik und Mathematik lieben, und es ist so cool, das als Teenager erleben zu dürfen.“

– Jay Lau

Fotos von Teilnehmern mit Autos: Amanda King

Gruppenfoto: Suqi Liu