T223-2025 - 3 Wiss. Mitarbeiter:innen / Doktorand:innen (w/m/d) - Computational Cognitive Science: Compositional Compression

Die TU Darmstadt steht für exzellente und relevante Wissenschaft. Die tiefgreifenden globalen Veränderungsprozesse – von Energiewende bis zu Künstlicher Intelligenz – gestalten wir durch herausragende Erkenntnisse und zukunftsweisende Studienangebote entscheidend mit. Unsere Spitzenforschung bündeln wir in drei Feldern: Energy and Environment, Information and Intelligence, Matter and Materials. Als eine in der Metropolregion Frankfurt-Rhein-Main verankerte und sehr stark international geprägte Universität sehen wir uns den europäischen Werten und der europäischen Integration verpflichtet.

Die TU Darmstadt gehört laut csrankings.org zu den führenden Einrichtungen Europas im Bereich der Kognitionswissenschaft und Künstlichen Intelligenz (csrankings.org). Durch das Centre for Cognitive Science und als Mitglied des European Laboratory for Learning and Intelligent Systems (ELLIS) bündeln wir interdisziplinäre Forschung zu Kognition und intelligenten Systemen. Unser Fachgebiet bietet ein lebendiges, inklusives Forschungsumfeld und fördert enge Zusammenarbeit mit führenden Forschenden der Kognitionswissenschaft und KI, sowohl lokal (z. B. über das Hessian AI Center) als auch international.

Dr. Charley Wu (Professor für Computational Cognitive Science; hmc-lab.com) leitet das "Human and Machine Cognition"-Labor, das an der Schnittstelle von Kognitionswissenschaft, Maschinellem Lernen und computergestützter Modellierung arbeitet. Mit Hilfe rigoroser theoretischer Grundlagen und einer Vielzahl rechnergestützter Methoden – darunter Bayes’sche Modellierung, Reinforcement Learning, Program Induction und Informationstheorie – untersucht das Labor grundlegende Aspekte menschlicher Kognition, Lernens, Entscheidungsverhaltens, sozialer Interaktion und kultureller Evolution. Dr. Wus Forschung wird durch Hessian.AI, einen ERC Starting Grant und eine LOEWE-Start-Professur gefördert.

Dr. Wu lädt zur Bewerbung auf drei Promotionsstellen im Rahmen seines ERC-finanzierten Projekts „C4: Compositional Compression and Cultural Cognition“ ein. Ziel des Projekts ist es, zu untersuchen, wie Prinzipien der Informationskompression und Kompositionalität das menschliche Lernen und die Weitergabe von Wissen auf drei miteinander verbundenen Ebenen prägen: individuelle Kognition, Gruppeninteraktion und kulturelle Evolution.

Jede der drei Promotionsstellen fokussiert sich auf eine dieser Ebenen:

• Individuelles Lernen: Untersuchung, wie kompositionelle Kompression individuelle Lernprozesse beeinflusst - etwa in Bereichen wie räumliche Navigation, Musik, Tanz oder Kochen. Erforschung, wie sich Curriculum-Effekte aus domänenübergreifenden Prinzipien ableiten lassen.
• Gruppenkollaboration: Entwicklung formaler Theorien zur Komplementarität in kollaborativer Problemlösung. Fokus liegt auf der Koordination zwischen Menschen mit unterschiedlichen kognitiven Repräsentationen und deren effizientem Informationsaustausch auf Basis kompositioneller Informationstheorie.
• Kulturelle Evolution: Erforschung, wie kompositionelle kognitive Strukturen kulturelle Innovationen über Generationen hinweg prägen - mit besonderem Fokus auf die Entwicklung und Weitergabe kausaler Theorien und strukturierter Wissenssysteme.

Zunächst übernehmen Sie die untenstehenden Aufgaben im Rahmen einer Beschäftigung im Umfang von 30 Std./Woche (75%). Ab Oktober 2025 ist eine Beschäftigung im Umfang von 100% (Vollzeit) möglich.

Übergreifende Aufgaben für alle drei Stellen:

• Konzeption und Durchführung von Experimenten entsprechend des jeweiligen Forschungsschwerpunkts
• Entwicklung und Anwendung computergestützter Modelle unter Verwendung von Methoden wie Bayes’scher Modellierung, Informationstheorie und Program Induction
• Analyse und Interpretation von Verhaltens-, Interaktions- oder kulturellen Daten
• Verfassen wissenschaftlicher Berichte und Publikationen
• Präsentation von Forschungsergebnissen auf internationalen Konferenzen
• Betreuung von Studierenden

Spezifische Aufgaben je nach Forschungsschwerpunkt:

• Individuelles Lernen: Durchführung kognitiver Experimente zur Untersuchung der Auswirkungen von Kompression und Curriculumsstruktur auf Lernprozesse in verschiedenen Domänen
• Gruppenkollaboration: Gestaltung von Interaktionsexperimenten und Anwendung von Methoden wie Partial Information Decomposition und Synergieanalyse zur Modellierung von Gruppenkomplementarität
• Kulturelle Evolution: Umsetzung von Experimenten zur kulturellen Weitergabe (z. B. Transmission Chains) sowie Analyse großer Textkorpora mithilfe von Program Induction und Large Language Models

• Abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Masterstudium oder gleichwertiger Abschluss) in Kognitionswissenschaft, Computational Neuroscience, Psychologie, Künstlicher Intelligenz oder einem verwandten Fach
• Ausgeprägte analytische Fähigkeiten und Erfahrung in mathematischer Modellierung oder computergestützter Kognitionsforschung
• Programmierkenntnisse (z. B. in Python, R, MATLAB)
• Motivation für exzellente, rigorose wissenschaftliche Arbeit und Kreativität
• Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift; Arbeitssprache im Labor und im akademischen Umfeld ist Englisch

Die Technische Universität Darmstadt bietet vielfältige und herausfordernde Aufgaben, eigenverantwortliches Arbeiten, aktuelle Technologien, gute kollegiale und partnerschaftliche Zusammenarbeit, bedarfsorientierte Fortbildungsmöglichkeiten und eine individuelle Personalentwicklung.

Wir bieten Ihnen die Gelegenheit zur Vorbereitung einer Promotion. Das Beschäftigungsverhältnis dient zugleich der wissenschaftlichen Qualifizierung.

• Entfaltung und Gestaltung – Ein umfassendes internes Weiterbildungsangebot sowie Möglichkeiten der Weiterqualifizierung und Entwicklung
• Urlaub/Bildungsurlaub – 30 Tage Urlaub pro Jahr (bei Vollzeit) und 5 Tage Bildungsurlaub
• Nachhaltig und Mobil – Freifahrtberechtigung im gesamten Regionalverkehr in Hessen durch das LandesTicket Hessen nach den jeweils geltenden tariflichen Bestimmungen sowie mobiles Arbeiten
• Fit und Gesund – kostenlose medizinische Vorsorgeuntersuchungen und umfangreiches vergünstigtes Sportangebot
• Work-Life-Balance – flexible Arbeitszeitmodelle; Betriebliches Gesundheitsmanagement
• Altersvorsorge – Zusatzversorgung des öffentlichen Dienstes (VBL) nach den jeweils geltenden Bestimmungen
• Dienstrad/Fahrradleasing
• Familienfreundlichkeit/Vereinbarkeit Familie/Pflege/Beruf – Kinderbetreuungsangebote sowie Zahlung einer Kinderzulage (gemäß tariflichen Bestimmungen), Ferienangebote

Die Technische Universität Darmstadt strebt eine Erhöhung des Anteils der Frauen am Personal an und fordert deshalb besonders Frauen auf, sich zu bewerben. Bewerber:innen mit einem Grad der Behinderung von mindestens 50 oder diesen Gleichgestellte werden bei gleicher Eignung bevorzugt. Die Vergütung erfolgt nach dem Tarifvertrag für die Technische Universität Darmstadt (TV - TU Darmstadt). Teilzeitbeschäftigung ist grundsätzlich möglich.

Mit dem Absenden Ihrer Bewerbung willigen Sie ein, dass Ihre Daten zum Zwecke des Stellenbesetzungsverfahrens gespeichert und verarbeitet werden. Sie finden unsere Datenschutzerklärung auf unserer Webseite.

Bei Fragen zur Stelle wenden Sie sich bitte an Charley Wu unter charley.wu@tu-darmstadt.de.