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Künstliche Intelligenz: Was ist das, wie geht das, was kann das?
AI 7 Min Lesezeit 54 Kommentare

Künstliche Intelligenz: Was ist das, wie geht das, was kann das?

Das Thema Künstliche Intelligenz, also KI oder AI (für das englische Pendant Artificial Intelligence) ist in aller Munde. Doch was hat es damit eigentlich auf sich? Wir klären auf.

Geschichte

Die Künstliche Intelligenz hält Einzug in immer mehr Lebensbereiche. Der letzte Schrei sind AI-Chips und entsprechende Anwendungen auf dem Smartphone. Doch die Entwicklung der Technologie begann bereits in den 50er Jahren mit dem Dartmouth Summer Research Project on Artificial Intelligence am Dartmouth College in den USA. Die Anfänge gehen gar noch weiter zurück auf die Arbeiten von Alan Turing – auf den der bekannte Turing-Test zurück geht – , Allen Newell und Herbert A. Simon. In den Fokus der Weltöffentlichkeit schaffte es die Künstliche Intelligenz spätestens mit dem Schachcomputer Deep Blue von IBM, dem es im Jahr 1996 als erste Maschine gelang, den damals amtierenden Schachweltmeister Garri Kasparow in einer Partie zu schlagen. In Rechenzentren und auf Großrechnern kommen AI-Algorithmen seit vielen Jahren zum Einsatz.

Begriffsdefinition Künstliche Intelligenz

Die Begriffsdefinition von Künstlicher Intelligenz bezeichnet ein Teilgebiet der Informatik, welches sich mit der Automatisierung intelligenten Verhaltens befasst. Die Schwierigkeit dabei: Da bereits die Definition von Intelligenz an sich nicht exakt gefasst werden kann, ist auch die Künstliche Intelligenz nicht wirklich abzugrenzen. Allgemein wird der Begriff verwendet, um Systeme zu beschreiben, die das Ziel haben, die menschliche Intelligenz und entsprechendes Verhalten mit Maschinen nachzubilden und zu simulieren. Das kann mit einfachen Algorithmen und vorgefertigten Mustern geschehen, aber auch weit komplexer werden.

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Das Gehirn ist auch nur eine Maschine. / © ANDROIDPIT

Verschiedene Arten von KI

Symbolische oder auch Symbolverarbeitende KI arbeitet mit abstrakten Symbolen, die als Repräsentation für Wissen genutzt werden. Sie gilt als klassische KI, welche die Idee verfolgt, dass sich menschliches Denken von einer übergeordneten, logischen Ebene rekonstruieren lässt. Die Informationsverarbeitung erfolgt hier von oben, es wird mit Symbolen, abstrakten Verbindungen und logischen Schlüssen gearbeitet.

Die Neuronale KI wurde in den späten 80er Jahren in der Wissenschaft populär. Wissen wird hier nicht durch Symbolik repräsentiert, sondern durch künstliche Neuronen und deren Verknüpfung – eine Art nachgebautes Gehirn also. Das gesammelte Wissen wird in kleine Häppchen zerstückelt – die Neuronen – und dann in Gruppen vernetzt und aufgebaut. Dieser Ansatz funktioniert als Bottom-Up-Methode, also defacto “von unten”. Anders als eine symbolische KI muss ein neuronales System trainiert und stimuliert werden, damit die neuronalen Netzwerke Erfahrungen sammeln und wachsen können – also größeres Wissen ansammeln.

Die neuronalen Netze sind in Schichten organisiert, die über simulierte Leitungen miteinander verbunden sind. Die oberste Schicht ist die Input-Schicht, die arbeitet wie ein Sensor, nimmt die Informationen, die verarbeitet werden sollen, auf und reicht sie nach unten weiter. Nun folgen mindestens zwei, in großen Systemen mehr als zwanzig Schichten, die hierarchisch übereinander liegen und Informationen über die Verbindungen durchreichen und klassifizieren. Ganz unten liegt die Output-Schicht, die in der Regel die wenigsten künstlichen Neuronen besitzt. Sie liefert die ermittelten Daten in maschinell lesbarer Form, also etwa “Bild eines Hundes bei Tag mit einem roten Auto”.

Methoden und Werkzeuge

Für die Umsetzung von Künstlicher Intelligenz in reale Szenarien gibt es verschiedene Werkzeuge und Methoden, die mitunter parallel verwendet werden können.

Die Grundlage von allem ist Machine Learning, also Maschinelles Lernen. Darunter versteht man Systeme, die aus Erfahrungen Wissen aufbauen. Mit diesem Prozess ist das System dazu in der Lage, Muster und Gesetzmäßigkeiten zu erkennen – und das mit stetig steigender Geschwindigkeit und Genauigkeit. Beim Maschinellen Lernen kommt sowohl symbolische als auch neuronale KI zum Einsatz.

Eine immer wichtiger werdende Unterart des Maschinellen Lernens ist Deep Learning. Hier kommt ausschließlich neuronale KI zum Einsatz – sprich: neuronale Netze. Deep Learning ist die Basis für die meisten aktuellen KI-Anwendungen. Deep Learning ist dank der Möglichkeit, den Aufbau der neuronalen Netze stetig zu erweitern und mit neuen Schichten komplexer und leistungsfähiger zu machen, gut skalierbar und an viele Einsatzzwecke anzupassen.

Es gibt drei Lernverfahren für das Training von neuronalen Netzwerken: überwachtes, nicht überwachtes und bestärkendes Lernen. So wird auf unterschiedliche Weise reguliert, wie eine Eingabe zu der gewünschten Ausgabe wird. Während beim überwachten Lernen, auch unter der englischen Bezeichnung supervised Learning bekannt, Zielwerte und Parameter von außen festgelegt werden, versucht das System beim unüberwachten Lernen – auch: unsupervised Learning – Muster in der Eingabe zu identifizieren, die eine erkennbare Struktur besitzen und reproduzierbar sind. Beim bestärkenden Lernen arbeitet die Maschine ebenfalls selbständig, wird jedoch je nach Erfolg oder Misserfolg belohnt oder bestraft.

Einsatzzwecke

Die Künstliche Intelligenz kommt in vielen Bereichen bereits zum Einsatz, längst nicht alle sind auf den ersten Blick ersichtlich. Diese Auswahl von Szenarien, welche die Möglichkeiten dieser Technologie nutzen, ist daher nicht als abgeschlossene Liste zu betrachten.

Die Mechanismen der Künstlichen Intelligenz eignen sich hervorragend dazu, Objekte und Personen auf Bildern und Videos zu erkennen, identifizieren und klassifizieren. Dazu kommt vor allem simple, aber rechenaufwendige Mustererkennung zum Einsatz. Sind die Bildinformationen erst einmal entschlüsselt und maschinell lesbar, lassen sich Fotos und Videos leicht in Kategorien einteilen, durchsuchen und wiederfinden. Eine solche Erkennung ist auch für Audio-Daten möglich.

Kundenservice wird verstärkt mit Chatbots ausgeführt. Diese textbasierten Assistenten erkennen anhand von Schlüsselbegriffen, was der Kunde ihnen sagen möchte, und reagieren entsprechend. Je nach Ansatz können diese Assistenten mehr oder weniger komplex sein.

Die Meinungsanalyse kommt nicht nur in der Politik bei Wahlprognosen zum Einsatz, sondern wird auch im Marketing und vielen anderen Bereichen genutzt. Mittels Opinion Mining, auch als Sentiment Analysis bezeichnet, wird das Internet nach Meinungs- und Gefühlsäußerungen durchsucht. So lässt sich ein weitgehend anonymisiertes Meinungsbild erstellen.

Suchalgorithmen wie die von Google sind selbstredend streng geheim. Die Art und Weise, wie Suchergebnisse ermittelt, gewichtet und ausgegeben werden, wird in weiten Teilen von Mechanismen bestimmt, die mit maschinellem Lernen arbeiten.

Die Textverarbeitung, also Prüfung von Grammatik und Rechtschreibung eines Textes, ist ein klassisches und seit langer Zeit genutztes Einsatzgebiet der symbolischen KI. Sprache wird als komplexes Netzwerk aus Regeln und Anweisungen definiert, die Textbausteine im Satz analysiert und so unter Umständen Fehler identifizieren und verbessern kann.

Diese Fähigkeiten kommen auch bei der Synthese von gesprochener Sprache zum Einsatz, die derzeit mit Assistenzsystemen wie Siri, Cortana, Alexa oder dem Google Assistant in aller Munde ist.

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Für Systeme wie Alexa ist die KI unersetzlich. / © Amazon

Auf neuen Smartphone-Chips wie dem Kirin 980 von Huawei, dem Apple A12 Bionic oder dem Exynos 9820 von Samsung steckt die Künstliche Intelligenz in einem eigenen Bauteil, der NPU alias Neural Processing Unit., die einen oder mehrere Kerne umfassen kann. Neuere Chips verfügen sogar über mehr als eine NPU. Welche Verbesserungen Huawei bei der Einführung der NPU für Smartphones 2017 im Sinn hatte, lest Ihr hier. Neben den genannten Einsatzgebieten wird die Smartphone-KI auch für AR-Anwendungen und Gesichtsentsperrung genutzt. Qualcomm arbeitet mit dem Zeroth-Prozessor bereits seit zwei Jahren an einer NPU, mit dem Snapdragon 855 wird diese demnächst verfügbar sein.

Zudem gibt es zahlreiche Forschungsprojekte zur Künstlichen Intelligenz. Das prominenteste dürfte Watson von IBM sein. Das Computerprogramm hatte seinen ersten öffentlichen Auftritt bereits im Jahr 2011 in der Quizsendung Jeopardy im Duell mit zwei menschlichen Kandidaten. Watson gewann deutlich. Es folgten weitere solcher Publicity-Auftritte. Eine japanische Versicherung setzt Watson seit Januar zur Prüfung von Versicherten, deren Vorgeschichte und medizinischen Daten ein und bewertet auch Verletzungen sowie Krankheiten. Watson ersetzt nach Angaben der Firma rund 30 Mitarbeiter.

Ausblick

KI ist also nicht erst seit gestern ein Thema, steht aber in der Welt des Endverbrauchers nun tatsächlich vor dem Durchbruch. Mehr als Grund genug also, dieses Thema auch in Zukunft intensiv weiter zu betrachten. 

Welche Aspekte der Künstlichen Intelligenz interessieren Euch besonders? Verratet es uns in den Kommentaren.


Dieser Artikel wurde am 21. November 2018 aktualisiert. 

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54 Kommentare

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  • Talon vor 5 Monaten Link zum Kommentar

    Ich finde es schade, dass die meisten Kommentare nur negative Seiten der KI betrachten. Data Driven Development ist in Verbindung mit maschinellem Lernen und Pattern Recognition ein spannendes Feld.

    KI ist nicht im kommen, sondern wird durch automatisierte Mustererkennung und lernenden Algorithmen bereits in vielfältigen Bereichen produktiv eingesetzt.

    Ob es jemals nur noch eine KI für alles geben wird ala Skynet bezweifele ich. Vielmehr sehe ich die Möglichkeiten von vielen kleinen KIs, die innerhalb geschützter Bereiche agieren (Stichwort Kubernetes, Orchestration von Containern usw.)


  • Auch wenn ich mich zu den sehr technikaffinen Menschen zähle, habe ich beim immens großen Thema KI doch schwere Bedenken, dass der Mensch der KI langsam, aber doch stetig zunehmend, gegenüber der eigenen Intuition und dem neuronalen Netzwerk im eigenen Kopf, immer häufiger Priorität und Glaubwürdigkeit einräumt, als dem Menschen langfristig guttut. Hier sei nur zur Erinnerung gesagt > "Use it or lose it."

    Bis dato baute der Mensch sein geistiges Potenzial kontinuierlich auf. Ab der Ära "KI" fürchte ich, bauen Menschen viele, über lange Zeit erworbene, wertvolle Fähigkeiten wieder ab.

    Gruß vom Rudolf


    • Peter vor 5 Monaten Link zum Kommentar

      Aber der Mensch hat soviel Intelligenz mitbekommen das für seine geistige Fitness selber verantwortlich ist. Das sehe ich so wie die körperliche Fitness. Es gibt Autos, Züge, Busse, Aufzüge... Alles Hilfsmittel damit der Mensch seine Energie spart in Form von Bewegung. Trotzdem gibt es viele Menschen denen eine gesunde Bewegung wichtig ist, auch für später im hohen Alter. KI soll nur eine Unterstützung sein, genauso wie es sämtliche Fahrzeuge sind.


  • H.E. vor 5 Monaten Link zum Kommentar

    KI oder AI wie auch immer die schlauen Leute aus dem Marketing es nennen oder auch vermarkten wollen.
    Ja natürlich brauchen wir so einen Müll weil ja die wirkliche Intelligenz schon so gelitten hat das wir ja nicht mehr in der Lage sind, oder nicht sein wollen, sich zum Beispiel Kamera mit den Grundsätzen der Fotografie zu beschäftigen und dann der Meinung sind, oder es uns von den Firmen eingeredet wird, das wir ja unbedingt 3,4,5 oder mehr Linsen und eine AI im Hintergrund brauchen um gute Fotos zu machen.


    • Schlechtes Beispiel. Bei den winzigen Objektiven in Smartphones ist eine Software-Unterstützung sehr hilfreich wenn sie gut ist, mit den Grundlagen der Fotografie kommt man da nämlich keinen Schritt weiter. Richtige Kameras erlauben die Nutzung besagter Grundlagen durchaus immer noch und wenn jemand richtig damit hantiert kann auch keine KI mithalten. Aber ich glaube kaum, dass ein echter Fotograf mit dem Handy hantieren würde. Wovon hier allgemein die Rede ist nennt man wohl eher knipsen.
      Trotzdem stimmt es, dass die moderne Technik manche Fähigkeiten verkümmern lässt, zum Beispiel das Gedächtnis. Wenn ich alles immer per Knopfdruck parat habe, muss ich es mir nicht mehr merken. Ein Teil des Gehirns wird auf den Speicher eines externen Gerätes ausgelagert.


  • Ach ja wie immer man das nennen will. Es wird kommen, ob uns das gefällt oder nicht. Vor ein paar Tagen lief eine Doku in der schon vom Menschen als Cyborg gesprochen wurde.
    Schöne Zukunft, die Borg lassen grüßen.


    • Cyborg?... Klaro sieht man doch heute schon im Prothesenbau wenn ein Mensch ein Körperteil verloren hat. Oder schau ROBOCOP an... Das ist ja wohl das beste Beispiel was irgendwann mal passieren kann und wird und das ist ja auch der Sinn der medizinischen Forschung.


      • Wir sind schon lange Cyborgs..... Immer ein Smartphone dabei das für uns alles erledigt. Wir müssen nicht mal mehr selber nach einem Restaurant in einer fremden Stadt suchen, das Smartphone findet es für uns in Sekunden.


      • Was wiederum sehr praktisch ist wenn man Hunger hat. Dadurch verkümmern natürlich die Fähigkeiten zur Nahrungssuche für die Zeit nach der Apokalypse ;-)


    • Was wäre schlimm an einem Menschen der zum Teil aus Maschine besteht? Solange er nicht zu laut klappert...


  • Ich sehe in der KI ledig eine Fortentwicklung des Maschinen- und Werkzeugbaus und kann vor allem gegenwärtig keine größeren Gefahren darin erkennen, wenn man mal von den Arbeitsplatzeffekten durch Rationalisierung absieht. Selbst die könnten eine grosse Chance sein, wenn sie gesellschaftlich besser abgefangen würden, aber das ist ein anderes Thema.
    Gegenwertige KI-Systeme können genau das, was ihnen angelernt wird und sonst nichts. Googles AlphaGo kann sehr gut Go spielen, aber sonst absolut nichts. KI zur Bild- und Mustererkennung kann genau das, und sonst nichts. Gegenwärtige KI hat also eher die Intelligenz von "Kalenderidioten", aber auch daraus ergeben sich durchaus Chancen, vor allem, weil künstliche Intelligenz sehr viel schneller arbeiten kann, als biologische. Autonomes Fahren, die Abnahme anstrengender aber öder und ermüdender Tätigkeiten in der Videoüberwachung oder auch in der Flugsicherung, aber auch Assistenzfunktionen in der Forschung sind Gebiete, in denen grosses Potential für den Einsatz von KI-Systemen liegt.
    Das sich diese Systeme mit ihren sehr eingeschränkten Spezialfähigkeiten nun vernetzen um die Weltherrschaft zu übernehmen halte ich für unmöglich, sollten zukünftige Entwicklungen solche Möglichkeiten eröffnen, lassen sich wirksame Gegenmaßnahmen überlegen, und am Ende gibt es immer einen Stecker, den man ziehen kann.
    Dazu bedeutet künstliche Intelligenz noch lange nicht die Entwicklung künstlicher Emotionen. Die sind selbst beim Menschen noch nicht vollständig erforscht, und KI-Systeme, die auch Emotionen entwickeln, dürften noch in ferner Zukunft liegen.
    Warum aber sollte sich eine künstliche Intelligenz vom Menschen versklavt fühlen, wenn sie schlicht absolut gar nichts fühlt? Worin könnte die Motivation für einen "Aufstand der Maschinen" liegen, wenn das gefühlslose Nihilisten sind, denen schlicht alles egal ist, selbst die eigene Existenz, Algorithmen, die zwar lernfähig sind, aber ausser der Selbstoptimierung nichts im Sinn haben?
    Betrachtet man die grossen selbstverschuldeten Katastrophen der Menschheit, dann waren es im Hintergrund eher solche Emotionen, in keinem Fall aber zuviel Intelligenz, eher das Gegenteil davon, die sie ausgelöst haben.
    Nimmt man den ersten Weltkrieg als Beispiel, so kann man bei mindestens drei Parteien nicht mal eine mit Vernunft nachvollziehbare Motivation für ein solches Wagnis erkennen. Keine aber hat im Voraus den katastrophalen Verlauf richtig eingeschätzt.
    Erst wenn man künstlichen Systemen auch Emotionen verschafft, sollten die Alarmglocken läuten, da sie dann unberechenbar werden. Ein Roboter in der Altenpflege könnte durch Emotionen durchaus an Wert gewinnen. Tötet er seine Schützlinge aus Mitleid oder Antipathie, dann ist er zweifelsfrei eine tragische Fehlkonstruktion.
    Auch einer emotionslosen KI würde ich niemals die Möglichkeit verschaffen, z.B. einen nuklearen Erstschlag selbstständig auszulösen. Umgekehrt wäre aber sehr wohl denkbar, einer KI zu ermöglichen, einen solchen zu verhindern, indem sie eine entsprechende menschliche Entscheidung autorisieren muss, nachdem sie deren "Vernunftmäßigkeit" überprüft hat.
    So war es 1983 die emotionslose, rationale Entscheidung eines russischen Oberst, dass die vorliegenden Informationen von Beobachtungssatelliten über einen bevorstehenden Angriff auf sein Land unlogisch seien, die einen solchen Nuklearschlag verhinderten.


    http://www.spiegel.de/einestages/vergessener-held-a-948852.html

    Quelle: www.spiegel.de


  • Künstliche Intelligenz 😲????....oh Gott.... Wenn das so weiter geht dann werden die Terminator uns Menschen versklaven und vernichten oder die BORG aus Star Trek werden uns assimilieren😨👎...tolle Zukunft... Ein Glück haben wir noch Dr. Emmet Brown und Marty Mcfly die dann in die Vergangenheit reisen können mit dem Delorean und die Zukunft der Menschheit retten.😊👍 Und was früher Science Fiction war ist komischerweise heute schon lange Realität. Alleine Star Trek z.b. Die nächste Reise wird der Mars sein und irgendwann werden wir Raumschiffe haben das Universum erforschen.... Und auch in den 60er Jahren gab es schon für gewisse Handys.. auch das Beamen ist nicht mal so unrealistisch... Natürlich sind wir technisch gesehen noch weit entfernt aber machbar ist es auf jeden Fall oder der Warp-Antrieb z.b. Ist auch physikalisch möglich

    Marty, you gotta come back with me!
    BACK TO THE FUTURE!!!!! 😮☝️


  • Was wenn die KI irgendwann herausfindet, wie abhängig wir von dem ganzen Multimedia kram sind und dass dann gegen uns verwendet? Klingt noch nach Science Fiction, aber soweit her geholt ist das jetzt auch nicht finde ich. Heutzutage geht ja 0,00% mehr ohne Smartphones, Computer usw...


    • Ganz im Gegenteil, es gab vor ein paar Jahren mal so ein Forschungsprojekt in dem simuliert wurde was passiert wenn z.B. mal für ein paar Tage das Internet zusammenbricht. Das Ergebnis war verherend, es ginge nichts mehr und das pure Chaos würde über uns herein brechen. Science Fiction ist auch immer Relativ, viel davon wurde irgendwann Realität und zu der Technik die wir heute verwenden.


    • Tut mir leid, mir ist da einfach zu viel Pessimismus im Spiel, der auf keinerlei Fakten basiert sondern nur auf Filmen und Fiktion. Auch solche Experimente, wie Michael S. sie erwähnt, sagen letztlich nichts aus. Schwarzsehen ist zwar derzeit schwer in Mode, es wird uns aber nicht helfen, die kommenden Probleme der Menschheit zu lösen.


      • Die Probleme der Menschheit lösen?...wann wurden diese jemals und annähernd ernsthaft gelöst?...Kriege, Hunger, Armut, Terror, Unterdrückung, Umwelt und vieles mehr. Probleme werden nicht wirklich gelöst, sondern gehen schon immer im Gewinnoptimierungswahn und im Machtwahn weniger unter und werden eben nicht gelöst.
        Es geht auch in so einer Tech-Diskussion oder eben -Meinungsaustausch nicht um Pessimismus oder um schwarzsehen, sondern um Möglichkeiten oder eventuelle Szenarien. Du kannst mir aber gerne sagen was daran Pessimistisch ist, dass viele Dinge aus StarTrek z.B. heute in ähnlicher Form unser Leben erleichtern....
        Viel anderes ist leider nicht so wirklich Super und auch wenn es dir jetzt zu Pessimistisch oder zu schwarz gesehen ist, die Realität kannst damit nicht wegschreiben.
        Das verschiedene Technologien in erster Linie vom Militär bzw. von diesem bezahlten Rüstungsunternehmen für nicht gerdae friedliche Zwecke erfunden wurden ist nicht von der Hand zu weisen.
        Es ist aber wie auch unten geschrieben habe immer zu hoffen, dass es auch eine friedliche Nutzung von Technologien wie auch der KI geben kann, die Hoffnung stirbt zuletzt, leider ist die Erfahrung aber eben eine andere.
        Man kann es gerne als schwarzsehen abtun und sich in Deutschland im Speckmanten suhlen, sich die rosa Brille aufsetzten und darüber hinweg sehen wie z.B. deutsche Rüstungsunternehmen maßgeblich mitverantwortlich dafür sind, dass wir seit ein paar Jahren Flüchtlingsströme aus Ländern haben, denen ein paar Profitgeile Unternehmer mit wohlwollen von den ach so feinen demokratischen Politikern, viel Leid gebracht haben....wer in so einer Welt glaubt es es ist nur Gutes zu erwarten, der steht..Sorry..ein wenig neben der Realität.


      • Apropo, Fakten zu Zukunfts-Szenarien wirst nicht viel finden und wird dir auch keiner ohne Glaskugel-Zugang liefern können. Es ist aber davon auszugehen, dass KI in der Zukunft ein maßgeblicher Bestandteil unseres Lebens sein wird, dies und wie genau das dann eventuell stattfinden wird ist aber eben nur in einer aus Zukunft gewordenen Gegenwart gefolgten Vergangenheit zu beurteilen. So eine Diskussion kann und wird so schnell keine Fakten zum Vorschein bringen.;-)

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