Die Fraunhofer-Gesellschaft spricht von einem neu anbrechenden Zeitalter selbstlernender Maschinen, das vielfältige technische, aber auch gesellschaftliche Herausforderungen mit sich bringe. »Was bei uns in der Branche in den vergangenen fünf Jahren passierte, ist atemberaubend. Das stellt alles in den Schatten, was in den Jahren vorher geschah«, sagt Dr. Dirk Hecker, Geschäftsführer der Fraunhofer Allianz Big Data, in der sich im vergangenen Jahr 29 der insgesamt 69 Fraunhofer Institute zusammengeschlossen haben.
Ganz nüchtern betrachtet ist künstliche Intelligenz ein Teilgebiet der Informatik. Es beschäftigt sich mit der Erforschung von Mechanismen des intelligenten menschlichen Verhaltens durch Simulation. In der Wissenschaft ist neben KI vor allem die englische Kurzform AI (artificial intelligence) verbreitet.
Und auch über den Nutzen von Systemen wie Alpha Go Zero jenseits der Brettspiele wird noch zu diskutieren sein. Denn sein Erfolg beruht auf Kenntnis der Spielregeln, bemerkt Christian Bauckhage von Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme in Sankt Augustin: »Doch in welcher Situation in der echten Welt kennen wir schon alle Regeln?«
»Die vergangenen siebzehn Jahre hat sich so gut wie niemand wirklich dafür interessiert, was wir hier machen«, sagt Christian Bauckhage. Einige Computer- und Software-Spezialisten vielleicht, ein paar Nerds, Roboteringenieure und vor allem die Fans von Science-Fiction. »Nun stehen sie alle vor der Tür«, sagt er. Autokonzerne, Banken, Versicherungen, Pharmahersteller sowie Headhunter aus dem Silicon Valley rufen zudem täglich an.
Bauckhage lacht. Er ist Professor an der Universität in Bonn und einer der führenden Wissenschaftler für Machine Learning am Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) in Sankt Augustin. Eine Kleinstadt zwischen Köln und Bonn. Er arbeitet mit seinen Studenten an einem jener Entwicklungslabors, an dem Visionen und Theorien in mathematische Algorithmen gefasst, in Software gegossen und auf Computerbildschirme gebracht werden. Er arbeitet am morgen.
Bots, also Computerprogramme für konkrete Aufgaben im Netz, können durchaus Humor haben. Das lässt sie menschlich wirken. Außerdem werden sie zunehmend lernfähiger. Stefan Wrobel, Bonner Informatik-Professor und Leiter des Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme, kurz IAIS, beobachtet die Fortschritte dieser Helfer im Internet genau.
Kritisch wird es dann, wenn Bots verschleiern, dass sie keine Menschen sind, sagt er im Interview der Deutschen Presse-Agentur: »Wenn ich nicht mitbekomme, dass Meinungen in Netzwerken nicht aus meinem Freundeskreis stammen, sondern von Automaten, ziehe ich womöglich falsche Schlüsse«, warnt er.
Die Analyse großer Datenmengen birgt laut Stefan Rüping ein großes Potenzial für die Verbesserung der Gesundheitssysteme. (...)
Die Suche erfolgt nicht zielgerichtet, sondern offen. Supercomputer durchsuchen die Daten mithilfe von Algorithmen nach Zusammenhängen. So werden die Forscher auf Abhängigkeiten oder Wechselbeziehungen aufmerksam, nach denen sie gar nicht gefragt hatten. »Die so gewonnenen Hypothesen müssen dann natürlich von den Experten interpretiert werden«, sagt Rüping.
Die Leistung der Technik bestehe darin, dem Mediziner zu assistieren und ihn zu inspirieren – nicht, ihn zu ersetzen. Auch in der Krebstherapie kommen Big-Data-Analysen bereits zum Einsatz. Um die Behandlung zu verbessern, gleichen Datenbanken die genetischen Daten eines Patienten mit denen anderer Erkrankter ab.
Vor allem große Unternehmen seien deswegen Vorreiter. Das denkt auch Gunar Ernis. Der Forscher vom Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS arbeitet in Modellprojekten mit Mittelständlern: »Mittelständische Unternehmen sind mit den riesigen Datenmengen schlicht überfordert. Dazu braucht es ein ganzes Team an Datenanalysen.« (…) Dennoch gilt Predictive Maintenance schon jetzt als Schlüsseltechnologie für die vernetzte Fabrik.
Während also Experten und Studien teilweise der Ansicht sind, der Umgang von Unternehmen sozialer Netzwerke mit Social Bots sei weitestgehend intransparent, sehen andere Experten durchaus ein Bemühen der Unternehmen und vor allem die Nutzer in der Verantwortung.
Denn über das Internet erreichen uns Informationen immer öfter ungefiltert und direkt von einem Sender. »Heutzutage kann jeder Nachrichten erzeugen und weitergeben. Das führt dazu, dass wir als Gesellschaft nun erst einmal lernen müssen, wie damit umzugehen ist, dass Nachrichten nichts Exklusives mehr sind«, sagt Christian Bauckhage vom Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS. In seiner Forschung beschäftigt er sich mit künstlicher Intelligenz und des maschinellem Lernen und berät schon seit Jahren Politik, Industrie und Wirtschaft zu diesen Themen.
Christian Bauckhage, Medieninformatiker am Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme in Sankt Augustin, verwundert die Aufdeckung von Vorurteilen in Entscheidungsalgorithmen jedenfalls für nicht: »Im letzten Jahr gab es dazu schon die Beispiele des Microsoft Chatbots ,Tay‘, dem Internet-Trolle rassistische Sprache beibrachten, oder der App ,Google Photos‘, die glaubte, dunkelhäutige User seien Gorillas.«
Sein Vorschlag: ein Training für KI-Systeme in »Regelblasen«, die Expertenwissen abbilden und vorurteilsfrei sein müssten. Bauckhage: »Solange Künstliche Intelligenz nicht über Selbstreflexion verfügt, und das ist noch nicht der Fall, liegt die Verantwortung bei den Menschen, welche die KI-Systeme entwickeln.«
Die Berliner Senatsverwaltung für Bildung will mehr Kinder und Jugendliche für Technik begeistern und ihnen frühzeitig grundlegende Kenntnisse in Informatik und Programmierung vermitteln. Projektpartner des am Freitag vorgestellten Projektes ist das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS. Unterstützer sind das US-Unternehmen Google und die gemeinnützige Calliope gGmbH.
Im Rahmen der Initiative stellt Calliope den Berliner Schulen mit einer Förderung von Google 2.500 Mini-Computer zur Verfügung. Das Fraunhofer IAIS bildet dazu rund 100 Lehrkräfte aus und richtet bis zu fünf »Coding Hubs« in Bibliotheken, Museen und anderen Lernorten ein, wo Kinder und Jugendliche auch außerschulisch programmieren können. Insgesamt sollen mit der Aktion rund 10.000 Berliner Schülerinnen und Schüler erreicht werden.
Vivien macht den Anfang mit der Präsentation des Programmes. Dafür lässt sie die Worte »Hallo, Frau Scheeres« über das Display ihres Sterns laufen. Auf dem Bildschirm können es alle mitverfolgen. Dass der Stern die Bildungssenatorin begrüßt, ist ihre Leistung – sie hat ihn so programmiert. Texte und Mathematikaufgaben seien ganz einfach, sagt die Schülerin. Einige Funktionen kenne sie aber noch nicht.
»Die Plattform bietet einen niedrigschwelligen Einstieg ins Programmieren«, sagt Stefan Wrobel, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS). Die digitale Welt brauche eine Generation, die nicht nur Nutzer, sondern auch Gestalter der neuen Technik sei. Es reiche nicht, ein Smartphone oder Tablet bedienen zu können. Digitale Kompetenzen und Kreativität seien gefragt.
Das Erschließen neuer Datenquellen ist der »Bottle-Neck« bei Big Data, sagt Stefan Rüping, Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS. Versicherungsunternehmen und Banken sieht er im Vergleich zu IT- und Automobil-Branche zwar erst am Anfang, die Versicherer besitzen jedoch einen Vorteil. »Für die Versicherung sind Datenanalyse und Statistik zwar schon lange Geschäftsgrundlage«, meint Rüping.
Wenn die Versicherer dieselben Daten mit Deep Learning anstatt wie bisher mit Versicherungsmathematik auswerteten, bringe dies keine neuen Erkenntnisse. Um die Vorteile von Big Data auszuspielen, müssen die Unternehmen neue Datenquellen erschließen. Dabei geht es nicht nur um Telematik in Kfz-Haftpflicht und Life Tracking in der PKV. »Das Glück der Branche liegt so nahe. In Archiven und Aktenordnern schlummern viele Daten, die Versicherungsunternehmen heute schon nutzen können – ganze ohne Datenschutz-Problem«, so Rüping. Eine automatisierte Analyse von Texten wie Verträgen werde schon in vielen Branchen eingesetzt. Auch sei denkbar, dass der Computer Bilder und Videos selbst auswerte, um beispielsweise Versicherungsbetrug zu erkennen.
Die hilfsbereiten Assistentinnen Cortana, Siri und Alexa sind nicht nur sogenannten Digital Natives geläufig. Wissensfragen beantwortet derlei Software sie jedem PC- und Smartphone-Nutzer inzwischen nahezu fehlerfrei. Was die freundlichen Damen und die Künstliche Intelligenz (KI) allerdings im industriellen Alltag leisten können, wird kontrovers beurteilt. Die Aufmerksamkeit auf das Thema KI ist jedenfalls sehr hoch.
Der Wissenschaftler Dr. Gunar Ernis spricht von einem regelrechten »KI-Hype«, der im Produktionsumfeld ausgebrochen sei. Er ist am Fraunhofer IAIS als Data Scientist tätig. In der Automobilindustrie etwa betreibt fast jeder Hersteller ein oder mehrere Künstliche-Intelligenz-Projekte, doch auch andere forschen und testen. »KI-Themen erleben gerade eine Renaissance«, beobachtet auch Prof. Detlef Zühlke, der im Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), dem größten KI-Forschungsinstitut weltweit, leitend tätig ist.
Darüber hinaus kann iProdict in Zukunft nicht nur in Fabriken angewendet werden, sondern auch die Abläufe in vielen anderen Unternehmensbereichen teil-automatisiert optimieren. »Je mehr Daten man produziert, desto genauer kann man den Prozess schärfen«, erklärt Dr. Gunar Ernis, Data Scientist, Fraunhofer-Institut IAIS.
Ernis ist einer der Wissenschaftler des interdisziplinären Teams, das an neuen Verfahren zur Analyse der rasant wachsenden Datenmengen industrieller Prozesse arbeitet. »KI-Modelle können, sobald sie trainiert worden sind, Vorhersagen über die Wahrscheinlichkeit von Defekten oder Mängeln treffen. Anlagen können sich damit selber überwachen«, so Ernis.
Künstliche Intelligenz beschäftigt daher sehr intensiv die gesamte Autobranche. Der Zulieferer Bosch hatte erst jüngst angekündigt, künftig das »Gehirn« für das selbstfahrende Autos liefern zu wollen. Einen intelligenten Fahrzeugcomputer, der Verkehrssituationen interpretieren und Vorhersagen darüber treffen kann, wie sich andere Verkehrsteilnehmer verhalten. Der KI-Autocomputer soll spätestens Anfang der kommenden Dekade in Serie gehen. Auch Konkurrent Continental forscht im Bereich der künstlichen Intelligenz. Das Unternehmen arbeitet zusammen mit der Universität Oxford an Deep-Learning-Algorithmen, die die optische Objekterkennung und den Dialog zwischen Menschen und Maschinen zukünftig optimieren sollen. Das Team des Fraunhofer IAIS nutzt hingegen Deep-Learning-Verfahren, um besonders knifflige Probleme beim assistierten beziehungsweise autonomen Fahren zu lösen – etwa die selbstständige Navigation auf Baustellen.
Auch das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS forscht zum Thema Big Data und entwickelt u.a. Lösungen für medizinische Datensätze im Bereich Life Sciences und Health Care. Ein Beispiel ist das Projekt CAP4Access, welches Ende des vergangenen Jahres endete. Hierfür wurden in mehreren Pilotstädten kollektive Daten für Zugangsmöglichkeiten zu Lokalitäten aus Sicht von Menschen mit eingeschränkter Mobilität gesammelt, die auf der Plattform »Wheelmap.org« veröffentlicht werden. Das IAIS begab sich hierfür einerseits auf die Suche nach Quellen, die Informationen zu den gewünschten Daten, wie dem Zustand von Fußgängerarealen oder die Höhe von Bordsteinkanten, liefern. Andererseits entwickelten die Forscher für dieses Projekt unter anderem internetbasierte konfigurierbare Darstellungen, welche die ensprechenden Zugangsoptionen verdeutlichen sollen.
Camera improvements have been an important step, but if autonomous driving systems are ever to achieve human capabilities, judgement has to match perception. »Recognition-related tasks used by autonomous vehicles and driver assistance systems are currently being improved by the use of deep learning and artificial intelligence«, comments Stefan Eickeler, a senior scientist at Germany's Fraunhofer Institute for Intelligent Analysis and Information Systems.
Artikel in voller Länge in der digitalen Version der Januar 2017 Ausgabe auf der Seite von Vision Zero International