Schon als kleines Mädchen liebte es Cathy Wu, Lösungen für Probleme zu finden, die das Potenzial hatten, das Leben der Menschen zu verbessern. Als Kind einer taiwanesischen Einwandererfamilie verbrachte sie aufgrund der langen Arbeitswege ihres Vaters und des Trubels auf den belebten Straßen draußen viel Zeit mit ihren Geschwistern zu Hause. In dieser Zeit fand sie Trost in Computerspielen, insbesondere in “SimCity”. Ohne es zu ahnen, legte ihre Freude daran, in diesem Spiel komplexe, effiziente Städte zu entwerfen, den Grundstein für ihre spätere Leidenschaft für sichere und effiziente Verkehrssysteme.
Heute ist Wu außerordentliche Professorin am MIT-Fachbereich für Bau- und Umweltingenieurwesen (CEE) und am Institut für Daten, Systeme und Gesellschaft (IDSS). Sie ist unermüdlich von der Faszination angetrieben, die Infrastruktur durch innovative Lösungen zu verbessern, und betont, dass die Gestaltung von Verkehrssystemen die Analyse unzähliger Varianten erfordert – eine Aufgabe, die sich mit einfacher Software und manuellen Verfahren nur schwer effektiv bewältigen lässt. Glücklicherweise bietet das verstärkende Lernen (Reinforcement Learning, RL) einen Hoffnungsschimmer und das Potenzial, Systeme zu konzipieren und zu entwerfen, die weit über die Grenzen bestehender Werkzeuge hinausgehen.
Im Laufe ihres akademischen Werdegangs entwickelten sich Wus Inspirationen und Einflüsse weiter. Sie schreibt ihrer älteren Schwester zu, dass diese in ihr den Wunsch geweckt hat, das Leben anderer Menschen positiv zu beeinflussen. Wu entwickelte ein Interesse am Verkehrswesen, da sie darin eine Möglichkeit sah, jeden Menschen zu beeinflussen – schließlich ist der Verkehr von Natur aus ein fester Bestandteil unseres Alltags. “Wir alle nutzen den Verkehr, erleben ihn und stehen vor seinen Herausforderungen – daher ist es nur natürlich, dass wir alle daran interessiert sind, das System zu verbessern”, merkte sie an.
Ihre Faszination für die Einbindung künstlicher Intelligenz in den Verkehrsbereich entstand bereits während ihres Bachelorstudiums am MIT, angeregt durch einen Vortrag des verstorbenen Professors Seth Teller über autonome Fahrzeuge. Dies war ihr ‘Heureka’-Moment, der ihren Fokus auf die Verkehrsforschung festigte. Im Anschluss an diesen aufschlussreichen Kurs begann Wu, gemeinsam mit Professorin Daniela Rus tiefer in die Welt der Robotaxis einzutauchen.
Nach Abschluss ihres Masterstudiums am MIT setzte sie ihre Arbeit an der UC Berkeley im Rahmen ihrer Promotion fort. Dabei fiel ihr auf, dass Forscher Jahre damit verbrachten, Optimierungsmethoden für nur eine einzige Systemvariante zu perfektionieren. Sie nutzte ihr Informatikwissen zu ihrem Vorteil, integrierte RL in den Prozess und erzielte so eine bemerkenswerte Effizienzsteigerung. In ihrem letzten Jahr in Berkeley erregte sie die Aufmerksamkeit der Forschungsgemeinschaft, indem sie RL einsetzte, um die Auswirkungen autonomer Fahrzeuge auf den Verkehrsfluss zu analysieren.
Der Weg dorthin verlief jedoch nicht immer geradlinig. Wu tat sich erneut mit ihren Kollegen vom MIT zusammen, um das Problem der Unvorhersehbarkeit des RL anzugehen. Sie stellten fest, dass RL-Modelle tatsächlich empfindlich waren, was oft zu inkonsistenten Ergebnissen führte. Doch bis 2023 gelang es ihr dank ihrer Beharrlichkeit, gemeinsam mit ihrem Team eine wirkungsvolle Technik zu entwickeln, um diese Empfindlichkeit zu bewältigen. Dadurch konnte die Leistung des RL bei einer Vielzahl von Problemen gesteigert und die Effizienz um das 30-Fache gegenüber zuvor erhöht werden.
Kürzlich hat Wu mit seiner Arbeit die Grenzen des Potenzials von RL bei der Optimierung des Verkehrs weiter auslotet und dabei auf erstaunliche Weise gezeigt, dass umweltbewusstes Fahren die Fahrzeugemissionen um 11 bis 22 Prozent senken könnte. Diese aufschlussreiche Forschung könnte zukünftige politische Maßnahmen prägen und dazu beitragen, Verkehrssysteme weiterhin effizienter und umweltfreundlicher zu gestalten.
Neben ihrer inspirierenden und bahnbrechenden Forschungsarbeit ist sie eine engagierte Lehrerin und Mentorin, die den Austausch mit ihren Studierenden sehr schätzt. “Dieser Aha-Moment, wenn ein Studierender ein Konzept versteht – das macht meinen Tag”, gibt sie freudig zu. Wus Engagement für ihren Beruf hat ihr zahlreiche Auszeichnungen eingebracht, darunter vor allem den „Faculty Early Career Development Award“ der National Science Foundation im Jahr 2023.
Was Ratschläge für ambitionierte Menschen angeht, die sich der Bewältigung komplexer gesellschaftlicher Probleme widmen, sind ihre Worte einfach, aber tiefgründig. “Fangt klein an und seid geduldig. Gesellschaftliche Veränderungen brauchen Zeit. Bleibt hilfsbereit, bleibt neugierig und vergesst nicht, Fragen zu stellen”, sagt sie.
Von ihren „SimCity“-Spielen in der Kindheit bis hin zu ihrer Karriere als renommierte Professorin – Cathy Wus Werdegang ist ein Beweis dafür, welche Kraft Leidenschaft, harte Arbeit und Durchhaltevermögen entfalten können. Weitere Informationen über Cathy Wus Leben und ihre Forschung finden Sie auf der Originalartikel.
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