AIONA Lab

Artificial Intelligence for Optimization, Nutrition and Applied Health Laboratory

Personalisierte KI für eine gesunde Zukunft

Das AIONA Lab entwickelt personalisierte Lösungen für den medizinischen Bereich, die entlang der gesamten Patient Journey unterstützen – von Prävention bis zur Nachsorge

Unsere Forschung

Projekte

Quantum Reservoir and Data Selection (QuaRDS) – Merck
Das Projekt entwickelt neuartige Quantum-Reservoir-Computing-Methoden für die Analyse komplexer biomedizinischer Daten. Gemeinsam mit Merck untersucht die LMU, unter welchen Bedingungen QRC gegenüber klassischen Verfahren Vorteile bieten kann, und entwickelt neue Ansätze für interpretierbare KI in der personalisierten Medizin und Arzneimittelforschung.
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Bayesian Network Analysis and Inference via Quantum-enhanced Optimization (BAIQO) – Merck
Das Projekt entwickelt innovative Quantenalgorithmen zur Optimierung klinischer Studien und trägt dazu bei, die Entwicklung neuer Medikamente schneller, effizienter und zielgerichteter zu gestalten. Ziel ist es, datenbasierte Entscheidungsprozesse zu verbessern und Patientinnen und Patienten früher den Zugang zu neuen Therapien zu ermöglichen.
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Analysis of Wearable Sensor Data for Sleep Quality
Pierre Franke, Nina Freise, Gerhard Stenzel, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Development and Evaluation of Multi-Agent Extensions for Medical Reinforcement Learning Environments
Julian Kopetzky, Maximilian Zorn, Philipp Altmann, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Uncertainty-Aware Modelling of Acute Respiratory Exposure to Chloropicrin
Minh Son Tran, Benedikt Paul, Gerhard Stenzel, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Analysis and Classification of Sleep Quality Using Wearable Data
Yanik Bene, Nina Freise, Michael Kölle, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Automated Identification of Leukemia Cells in Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) Images
Ivan Marjanovic, Michael Kölle, Alexander Feist, Nina Freise, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Skin Disease Classification Using Mobile Deep Learning Models
Abdulla Babayev, Alexander Klingebiel, Michael Kölle, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

A Comparative Evaluation of Rule and Pattern Mining Methods in Healthcare Data
Rosana Niebauer, Gerhard Stenzel, Alexander Klingebiel, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Multi-Objective Model Optimization for Federated Learning in Medical Image Classification
Levon Boos, Jonas Stein, Leo Sünkel, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Reliability Assessment of Retrieval Augmented Generation in Personalized Nutrition
Tim Lindner, Nina Freise, Gerhard Stenzel, Claudia Linnhoff-Popien
Masterarbeit

Beyond Tracking: Designing and Evaluating a Mobile Application to Foster Self-Reflection in a Nutritional Context
Lea Sigethy, Michael Kölle, Sebastian Wölckert, Claudia Linnhoff-Popien
Masterarbeit

Recipe and Nutrition Dataset from Real-World Data Using Large Language Models
Alexander Feist, Marcel Mohrmann, Alexia Pagkopoulou, Kilian Ziegler, Nina Freise, Alexander Klingebiel, Claudia Linnhoff-Popien
Projektarbeit

Explainable Nutrition Question Answering With Retrieval-Augmented Generation on Evidence-Based Guidelines
Philipp Stoll, Qingshi Liu, Emily Reichmann, Yun Huang, Nina Freise, Alexander Klingebiel, Claudia Linnhoff-Popien
Projektarbeit

Personalized Nutrition Analysis Using Hidden Markov Models
Nils Rothamel, Louisa Ullmann, Julia Straninger, Isabell Hans, Nina Freise, Alexander Klingebiel, Claudia Linnhoff-Popien
Projektarbeit

Personalized Time-Series Nutrition Analysis With Probabilistic Models and Large Language Model Explanations
Sara Juarez Oropeza, Abdullah Koukash, Anna Tsaan, Nick Thomas, Nina Freise, Alexander Klingebiel, Claudia Linnhoff-Popien
Projektarbeit

Real-Time On-Device Rehabilitation Feedback Using 3D Pose Estimation
Kristina Kuznetsova, Julian Geißinger, Yannic Kindermann, Yu Zhou, Nina Freise, Alexander Klingebiel, Claudia Linnhoff-Popien
Projektarbeit

Agentic Development Lifecycle under GDPR Constraints for Privacy-First Research Platforms
Laura Bengs, Gerhard Stenzel, Nina Freise, Claudia Linnhoff-Popien
Projektarbeit

Dimensionality Reduction with Autoencoders for Efficient Classification with Variational Quantum Circuits
Jonas Maurer, Michael Kölle, Philipp Altmann, Leo Sünkel, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Impact of Different Quantum Noise Channels on Global Model Convergence and Robustness in Quantum Federated Learning
Paul Kreppold, Thomas Gabor, Leo Sünkel, Tobias Rohe, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Ingredient Recognition and Relative Quantity Estimation in Food Images on Hardware-Constrained Systems
Michael Anderle, Gerhard Stenzel Michael Kölle, Thomas Gabor, Claudia Linnhoff-Popien
Masterarbeit

Anomaly Detection on Medical Images Using Classification of Clustering Results
Sebastian Haugg, Robert Müller, Michael Kölle, Claudia Linnhoff-Popien
Bachelorarbeit

Publikationen

Quantum Boltzmann Machines Using Parallel Annealing for Medical Image Classification
IEEE Xplore 2025
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The Role of Domain-Specific Models for Synthetic Data Generation with Iterative Prompt Optimization
IEEE Xplore 2025
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IPROPS – Iterative Prompt Refinement for Optimizing Privacy-Preserving Synthetic Data Generation
IEEE Xplore 2025
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Automatic Prompt Optimization Techniques: Exploring the Potential for Synthetic Data Generation
Springer Nature 2025
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Lehrangebote

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Praktikum „Applied AI for Health“

Das Praktikum vermittelt die Fähigkeit, Anwendungsfälle aus den Bereich „Applied AI for Health“ (AI4H) zu untersuchen. Die Teilnehmenden entwickeln dafür intelligente Systeme, die Entscheidungsprozesse im Gesundheitskontext unterstützen.

Seminar „AI for Health“

Im Rahmen dieses Seminars werden ausgewählte Themen aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) behandelt, die insbesondere auf Anwendungen im Gesundheitswesen abzielen. Der Fokus liegt auf innovativen Methoden und Technologien, die zur Verbesserung medizinischer Diagnostik, Therapie und Patientenversorgung beitragen.

Arbeitsgemeinschaft „AI for Health“

In der Arbeitsgemeinschaft „AI for Health“ beschäftigen wir uns mit den Herausforderungen und Chancen von Künstlicher Intelligenz im Gesundheitsbereich. Die AG bietet eine Plattform für Austausch und Zusammenarbeit zwischen Forschenden, Studierenden und Interessierten. In regelmäßigen Treffen werden aktuelle Forschungsprojekte vorgestellt und wissenschaftliche Publikationen diskutiert, um Entwicklungen und Trends zu analysieren. Themen sind u. a. Machine Learning zur Analyse von Gesundheitsdaten, personalisierte Empfehlungen für Wohlbefinden sowie ethische Fragen im sensiblen Gesundheitskontext.

Unser Team

Claudia Linnhoff-Popien
Prof. Dr. Claudia Linnhoff-Popien

Lehrstuhlinhaberin

Michael Kölle
Dr. Michael Kölle

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Nina Freise, M.Sc.

Doktorand, Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Alexander Klingebiel, M.Sc.

Doktorand, Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Tobias Rohe
Tobias Rohe, M.Sc.

Doktorand, Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Gerhard Stenzel, M.Sc.

Doktorand, Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Sebastian Wölckert
Sebastian Wölckert, M. Sc.

Doktorand, Wissenschaftlicher Mitarbeiter