KI – künstliche Intelligenz Was sie kann und was uns erwartet

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1968 schrieb Stanley Kubrick Filmgeschichte. In vielen Details ist sein Film “2001: Odyssee im Weltraum” ein Meilenstein und setzt neue Maßstäbe. Im Film entsendet die Menschheit ein Raumschiff zum Jupiter, nachdem sie auf der Mondoberfläche einen Monoliten gefunden und aktiviert haben. Das Raumschiff wird von einer künstlichen Intelligenz gesteuert. Der Supercomputer HAL9000 ist nicht nur für die Steuerung des Raumschiffs zuständig, während sich die Besatzung im künstlichen Tiefschlaf befindet, sondern weiß auch als einziger über die Hintergründe der Mission. Die KI entwickelt auf der Reise ein Eigenleben und tötet mehrere Besatzungsmitglieder, bis sie schließlich vom letzten Überlebenden Schritt für Schritt abgeschalten wird. Der Film spielt in den Jahren 1999 bis 2001 und zeichnet eine, aus damaliger Sicht, ferne Zukunft. Künstliche Intelligenz war vor 20 Jahren noch nicht in der Lage Raumschiffe zu steuern. Heute sehen wir uns allerdings bereits mit autonomen Fahrzeugen und Sprachassistenten konfrontiert. Was erwartet uns also noch im Zusammenhang mit der künstlichen Intelligenz?

Menschheit

Die Fähigkeiten des Menschen sind beschränkt. Wir verfügen über beschränkte Körperkraft und beschränkte Ausdauer. Will man, alleine mit menschlicher Muskelkraft, etwas großes bauen, dann braucht man nicht nur sehr viel Zeit, sondern auch sehr viele Menschen. Allerdings ist der menschliche Geist nahezu unbeschränkt. Unsere Intelligenz, Erfahrung, sowie Versuch und Irrtum haben im Laufe der Zeit Technik hervorgebracht, die unsere Schwächen kompensieren und Arbeiten ermöglichen, die der Mensch alleine niemals schaffen würde. Die Sprache und die Schrift ermöglichen darüber hinaus, dieses Wissen von Generation zu Generation weiterzugeben. War das Physikstudium von Albert Einstein noch recht übersichtlich, so hat er, aufbauend auf dieses Wissen, viel zusätzlichen Lehrstoff geschaffen, den Physikstudenten heute lernen müssen. Wir können heute auf das kollektive Wissen und den Erfahrungsschatz der gesamten Menschheit zurückgreifen und haben damit eine Basis für die Entwicklung neuer und verbesserter Technologien.

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HAL 9000 ist der Inbegriff der künstlichen Intelligenz, die außer Kontrolle gerät

Industrielle Revolution

Mit der Erfindung von Maschinen und der Automatisierung von Arbeitsschritten hat die körperliche Arbeit der Menschen an Bedeutung verloren. Wo früher noch Dutzende von Hafenarbeitern beim Löschen einer Ladung helfen mussten, werden heute mit Kränen Standardcontainer entladen und das Schiff liegt, statt einiger Tage, nur ein paar Stunden im Hafen, bevor es wieder in See sticht. Die menschliche Arbeit wurde auf die Steuerung der Maschinen reduziert. Damit sind einerseits Arbeitsplätze weggefallen, andererseits haben sich die Berufsbilder für die meisten von uns entscheidend verändert. War es, direkt nach der Einführung der Massenproduktion noch nötig, Hebel zu betätigen und Knöpfe zu drücken, so ist auch diese Tätigkeit heute meist überflüssig. Sensoren, Kameras und vor allem Computer reduzieren die Notwendigkeit des menschlichen Eingriffs auf ein Minimum. Nur für den Notfall braucht man einen Menschen, der Maschinen abschaltet, repariert, oder andere Probleme, mit denen die Maschine nicht selbstständig zurecht kommt, behebt.

Computer

Rechner haben heute in allen Lebensbereichen das Kommando übernommen. Sie steuern Prozesse, schalten Dinge ein und wieder aus und tun das, wofür sie gebaut sind: Rechnen. Dabei arbeitet der herkömmliche Computer nach einem festen Programm. Ein Programm besteht im Prinzip aus Wenn-Dann-Entscheidungen. Verschiedene Ereignisse lösen eine Prüfung aus. Je nach dem Ergebnis der Prüfung, wird eine Reaktion ausgelöst. Steuert der Computer eine Maschine, die Reis in Säcke abfüllt, dann wird der Sack während der Befüllung ständig gewogen. Ist das Zielgewicht erreicht, dann schließt der Computer das Rohr, aus dem der Reis kommt, verschließt den Sack und stellt den nächsten bereit. Das Programm ist so gut, wie der Programmierer, oder eigentlich wie das Konzept, das mit dem Programm umgesetzt wurde. Wurde vergessen, etwa den Fall, dass der Reis ausgeht, oder ein Sack ein Loch hat, zu prüfen, dann kann das Programm mit diesem Fall einfach nicht umgehen. Es wird weiter stur Reis in den Sack füllen. Dass der Sack niemals voll wird, ist dann völlig egal, weil das Progamm nur dann weiterläuft, wenn der volle Sack das Zielgewicht erreicht hat.

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Letzten Endes trägt der Programmierer, also der Mensch die Verantwortung für die Möglichkeiten, die die KI hat

Programmieren

Das ist es eigentlich, was das Programmieren so mühsam macht. Geht es um Eingaben, die der Anwender macht, muss man dem Programm beibringen, mit falschen Eingaben umzugehen. Trägt man einen Buchstaben ein, wenn eine Zahl gefragt ist, kann man später nicht damit rechnen. Das muss berücksichtigt und abgefangen werden. Der Programmierer definiert also eine Prüfung der Variable, die er vom Anwender erhält und checkt, ob es sich um eine Zahl handelt. Das muss an etlichen Stellen passieren. Fehler in Anwendungen sind das Ergebnis von Fällen, die in der Programmierung nicht berücksichtigt wurden. Ein klassisches Computerprogramm ist also eine lange Liste an Befehlen, zwischen denen der Rechner hin und herspringt, wenn er den Befehl dazu bekommt. KI, die künstliche Intelligenz macht es dem Programmierer viel leichter.

KI im Alltag

Laut der Infografik von Betway gibt es heute bereits etliche Bereiche, in denen die künstliche Intelligenz in unserem Leben eine Rolle spielt. Ganz allgemein werden hier Technologien, also Maschinen, mit den Menschen verglichen. Die KI ist ein interessanter und aufstrebender Teilbereich der Technologie und wird uns in den nächsten Jahren und Jahrzehnten immer öfter begegnen. Dabei hat KI im Vergleich zum herkömmlichen Computerprogramm einen gravierenden Nachteil. Die Ergebnisse sind nicht eindeutig. Fragt man eine künstliche Intelligenz, wieviel 5 mal 4 ist, dann bekommt man eine seltsame Antwort. Je nach Wissensstand, oder eigenlich Erfahrung der KI wird ein Prozentwert mit der Wahrscheinlichkeit ausgegeben. Man erhält also beispielsweise die Antwort, dass 5 mal 4 mit 85%iger Wahrscheinlichkeit 20 ist. Für Rechnungen ist eine KI aber auch nicht gedacht. Sie ist dafür gedacht komplexere Aufgaben zu erledigen.

KI – was sie kann

Künstliche Intelligenz ist in der Lage Vorhersagen zu machen. Dabei greift sie auf einen Erfahrungsschatz zu. Je größer dieser Erfahrungsschatz ist, umso besser sind die Vorhersagen. Das ist bei uns Menschen ganz ähnlich. Wir können beispielsweise auf der Autobahn gut abschätzen, wann ein Auto vor uns die Spur wechseln wird. Wir kennen solche Situationen und wissen, dass der Fahrer, wenn er auf einen LKW auffährt, versuchen wird, die Spur zu wechseln. Also passen wir unsere Fahrweise darauf an und achten besonders auf das Verhalten des anderen Fahrers. Allerdings können wir natürlich nicht zu 100% vorhersagen, was er tun wird. Genauso arbeitet eine KI. Dazu muss kein Programmierer ihr Regeln beibringen. Das neurale Netz entwickelt sich anhand von fertigen Entscheidungen. Die Maschine lernt Zusammenhänge und kann dann selbst Entscheidungen abwägen und treffen. So gibt es beispielsweise Systeme, die anhand von Bildern Hautkrebs diagnostizieren. Dabei schlägt das System bereits erfahrene Ärzte.

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Die Erfahrung der Dermatologen bei der Erkennung von Hautkrebs kann von einer KI schnell erlernt werden

Frage und Antwort

Das neurale Netz wird mit einer möglichst langen Liste von Frage-Antwort-Paaren geschult. Dieses Bild zeigt Hautkrebs. Dieses Bild zeigt ein harmloses Muttermal. Hat die KI ausreichend Referenzen entwickelt sie ein Muster, das sie erkennt. Je mehr Informationen, also Frage-Antwort-Paare ihr beigebracht werden, umso besser werden die Vorhersagen. Eine bekannte Anwendung für künstliche Intelligenz ist Google. Im Prinzip erhält jeder User seine individuellen Suchergebnisse. Google kennt den Anwender und kann ein, seinem Profil entsprechendes Ergebnis zusammenstellen. Dabei kennt die KI dahinter das Verhalten von Millionen von Usern. Wer hat nach “KI – künstliche Intelligenz Was sie kann und was uns erwartet” gesucht und welches Sucherergebnis hat er dann angeklickt. Bleibt er auf dieser Seite, oder kommt er schnell über den Zurück-Button wieder zu den Suchergebnissen zurück. Sind viele Benutzer mit einem Suchergebnis zufrieden, dann wird dieses Ergebnis nach oben gereiht. Springen die Anwender rasch wieder ab und kehren zu Google zurück, dann bringt das die Seite weiter nach unten in den Suchergebnissen.

Grenzen der KI

Tatsächlich arbeitet eine Künstliche Intelligenz ohne einen festen Algorithmus. Sie “programmiert” sich den Algorithmus selbst, indem sie eine Methode entwickelt, Wahrscheinlichkeiten zu berechnen. Allerdings muss auch eine KI in ein Programm eingebunden werden. Will man beispielsweise einen autonomen Roboter bauen, dann kann er durchaus Strategien lernen, indem er die erfolgreichsten Dinge wiederholt. Geht es darum, ein Hindernis zu überwinden, übt der Roboter so lange, bis er eine Methode gefunden hat, die funktioniert. Was die KI allerdings nicht kann, ist das Suchen einer kreativen Lösung. Lautet die Anweisung das Hindernis zu überwinden, wird sie das tun. Stattdessen einen Weg seitlich neben dem Hindernis zu suchen, ist nicht im Bereich der Möglichkeiten. Letztendlich ist das neurale Netz, das den Programmablauf bei der KI darstellt, nur ein Regelwerk. Die Aufgaben müssen von außen kommen und auch das Ziel, sowie die Zwischenschritte, müssen definiert sein.

HAL 9000

Auch wenn eine KI, die ein Eigenleben entwickelt, ein beliebtes Thema in Hollywood-Filmen ist, scheint das vorerst recht unwahrscheinlich. Letztendlich gibt es einen Programmablauf, dem auch die KI folgt. Nicht die Reaktion, oder Aktion wird von der KI bestimmt. Lediglich, wie sie sich dafür entscheidet. Sie kann aufgrund von Bildern, oder komplexen Informationen, ohne konkret beschriebenen Ablauf, eine Schlussfolgerung ziehen und beispielsweise lernen, auf ein rotes Auto auf einem Bild zu reagieren. Gibt man einem Roboter, der mit einem neuralen Netz ausgestattet ist, eine Waffe, wird er damit nur das tun, was der Programmierer festgelegt hat. Allerdings kann natürlich auch das über die ermittelten Wahrscheinlichkeiten gesteuert werden. Trotzdem hat der Programmierer, die Macher der Maschine und damit der Mensch das letzte Wort.