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NEU

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Was ist Künstliche Intelligenz?
Das Forschungsgebiet "Künstliche Intelligenz" (KI) versucht, menschliche Wahrnehmung und menschliches Handeln durch Maschinen nachzubilden. Was einmal als Wissenschaft der Computer-Programmierung begann, hat sich mehr und mehr zur Erforschung des menschlichen Denkens entwickelt.

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Bist du noch echt? Oder schon ...

Stell dir vor, du schaust dir im Fernsehen oder im Internet eine Nachrichtensendung an. Der Sprecher trägt einen Anzug und eine Krawatte, er hat Papiere in der Hand und beginnt zu sprechen.

Aber etwas ist komisch: Seine Bewegungen sind abgehackt, seine Stimme klingt künstlich. Er stockt und macht Pausen an den falschen Stellen.

Genau das erlebten gerade die Besucher einer Konferenz in China. Dort sprach man nämlich über das Thema "künstliche Intelligenz". Und da gab es auch diesen Nachrichtensprecher. Der ist gar kein echter Mensch, sondern ein Computerprogramm.

Noch merkt jeder den Unterschied zwischen einem echten Nachrichtensprecher und einer künstlichen Figur. Aber in Zukunft sollen die Bewegungen und die Stimme des Computer-Sprechers viel menschlicher werden. Bis keiner ihn mehr von einem echten Menschen unterscheiden kann.

[Veröffentlicht oder aktualisiert am: 28.01.2021]

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Bist du noch echt? Oder schon künstlich?

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Bist du noch echt? Oder schon ... Stell dir vor, du schaust dir im Fernsehen oder im Internet eine Nachrichtensendung an. Der Sprecher trägt einen Anzug und eine Krawatte, er hat Papiere in der Hand und beginnt zu sprechen. Aber etwas ist komisch: Seine Bewegungen sind abgehackt, seine Stimme klingt künstlich.

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Der Computer wird zum Künstler

Christie's ist ein großes Auktionshaus, in dem man Gemälde von berühmten Malern kaufen kann. Dort wurde jetzt ein ganz besonderes Kunstwerk versteigert. Der Künstler ist aber kein Mensch, sondern ein Computer - oder genauer: eine bestimmte Programmierung eines Computers. Künstliche Intelligenz wird sie genannt.

Mit 15.000 echten Bildern wurde diese künstliche Intelligenz gefüttert, damit sie wie ein alter Meister malen kann. Nach einigen Versuchen ist ein Gemälde entstanden, das an frühere Jahrhunderte erinnert. Zu sehen ist das verschwommene Porträt eines Mannes in einem dunklen Mantel.

Nicht unbedingt ein Meisterwerk, aber einem echten Käufer war dieses Bild fast 400.000 Euro wert. Das ist eine Summe, von der die meisten Künstler nur träumen können.

Übrigens: Der Name der Programmierung oder der künstlichen Intelligenz ist etwas verrückt. Er lautet: "min G max D Ex[log(D(x))]+Ez[log(1-D(G(z)))]".

Wie denkst du darüber?

Möchtest du noch etwas dazu schreiben? Dann los!

[Veröffentlicht oder aktualisiert am: 28.01.2021]

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Der Computer wird zum Künstler Christie's ist ein großes Auktionshaus, in dem man Gemälde von berühmten Malern kaufen kann. Dort wurde jetzt ein ganz besonderes Kunstwerk versteigert. Der Künstler ist aber kein Mensch, sondern ein Computer - oder genauer: eine bestimmte Programmierung eines Computers. Künstliche Intelligenz wird sie genannt.

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In dieser SCROLLER-Ausgabe dreht sich alles um Künstliche Intelligenz und die Frage, wie unsere Zukunft damit aussieht.

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In Japan hat ein Café aufgemacht, in dem nur Roboter bedienen. Sie servieren Getränke und räumen den Tisch ab. Dabei tragen sie weiße Anzüge aus Kunststoff und sehen ein bisschen aus wie Aliens. So weit, so normal in Japan - denn dort sind schon viele Roboter im Einsatz.

Doch diese 1,20 Meter großen Roboter sind anders: Sie werden nämlich nicht von einer künstlichen Intelligenz bewegt. Stattdessen sind es Menschen, die die Roboter fernsteuern.

Diese Menschen haben früher selbst in Restaurants gearbeitet und wissen, von welcher Seite man Tee eingießt und wie man Torte serviert. Doch sie können sich wegen einer Nervenkrankheit selbst kaum mehr bewegen, Deshalb sitzen sie nun zu Hause am Computer und steuern die Kunststoff-Kellner durch das Lokal.

Das Café war jetzt erst einmal für einen Probebetrieb geöffnet. Im Jahr 2020 soll es dann richtig losgehen. Dann finden in Japan die Olympischen Sommerspiele statt und es werden Millionen Besucher erwartet.

Wie findest du es, wenn Roboter immer mehr Arbeiten übernehmen?

[Veröffentlicht oder aktualisiert am: 28.01.2021]

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In Japan hat ein Café aufgemacht, in dem nur Roboter bedienen. Sie servieren Getränke und räumen den Tisch ab. Dabei tragen sie weiße Anzüge aus Kunststoff und sehen ein bisschen aus wie Aliens. So weit, so normal in Japan - denn dort sind schon viele Roboter im Einsatz.

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Das Lernmodul Die Power von K.I. zeigt, wie K.I. in unserem Alltag angekommen ist und beleuchtet auch ethische Fragen.

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Mit dem heutigen Beitrag wird das Thema vertieft, indem der Einsatz von Künstlicher Intelligenz in Schulen näher betrachtet wird. Was verbirgt sich hinter dem Begriff der Künstlichen Intelligenz und welches Potential steckt in dieser, Unterrichtseinheiten zukünftig wesentlich mitzugestalten?

Aus den Ergebnissen einer Bertelsmann Studie ging im März diesen Jahres hervor, dass bis 2025 Lehrermangel herrschen wird. Dieser fällt in den Bundesländern unterschiedlich stark aus. Besonders stark sind die Länder Nordrhein-Westfalen und Baden-Württemberg betroffen. Viele Landesregierungen beginnen daher, Quereinsteiger oder pensionierte Lehrer als Lehrkräfte einzustellen. Angesichts dieser Situation stellt sich die Frage, inwiefern Schulen von Künstlicher Intelligenz profitieren können und dem Lehrermangel durch Künstliche Intelligenz entgegengewirkt werden kann.

Was verbirgt sich hinter dem Begriff der Künstlichen Intelligenz?

Künstliche Intelligenz (häufig mit KI abgekürzt) hat mittlerweile in vielen Lebensbereichen Einzug erhalten. Smartphones sind mit Gesichts- und Spracherkennungsprogrammen, die auf Künstlicher Intelligenz basieren, ausgestattet. Im Transport-, Produktions- und Gesundheitswesens kommt Künstliche Intelligenz ebenso zum Einsatz und treibt tiefgreifende technologische Innovation voran. Künstliche Intelligenz wird daher zukünftig etliche Bereiche automatisieren und dadurch mitbestimmen, wie wir leben und arbeiten werden. Die Forschung und Entwicklung von humanoider Robotern, Mensch-Maschinen-Interaktionen, Spracherkennung und -ausgabe oder Deep-Learning-Technologien, bei denen ein Algorithmus auf Grundlage von großen Datenmengen dazulernt, wird auch in den kommenden Jahren ausgebaut werden. Dies wird sich auch im Bildungsbereich zunehmend zeigen.

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Künstliche Intelligenz im Unterricht - Wie gestaltet sich die Schule von Morgen? | HEROLÉ Ratgeber

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Mit dem heutigen Beitrag wird das Thema vertieft, indem der Einsatz von Künstlicher Intelligenz in Schulen näher betrachtet wird. Was verbirgt sich hinter dem Begriff der Künstlichen Intelligenz und welches Potential steckt in dieser, Unterrichtseinheiten zukünftig wesentlich mitzugestalten? Aus den Ergebnissen einer Bertelsmann Studie ging im März diesen Jahres hervor, dass bis 2025 Lehrermangel herrschen wird.

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Erst Google, dann selbstfahrende Autos, jetzt Gott: Der Entwickler Anthony Levandowski hat große Pläne. Er will eine Künstliche Intelligenz (KI) schaffen, die die Kontrolle über das Weltgeschehen übernehmen soll. Das lässt sich seiner Meinung nach sowieso nicht verhindern, da die KI in Zukunft dem Menschen überlegen sein werde. Es gelte nur, die Machtübernahme zu regeln und zu gestalten.

Für eine solche überlegene Technologie falle ihm nur der Name "Gott" ein, sagt der Entwickler. Im vergangenen Herbst hat er eine Kirche namens "Way of the Future" gegründet. Dort soll der neue Gott bzw. die neue KI-Göttin von ihren Anhängern in Gottesdiensten angebetet werden. Eine Bibel mit dem Titel "The Manual" (= Gebrauchsanweisung) ist ebenfalls geplant.

Philosophen halten diesen Gedanken für weniger verrückt als er klingt. Schon jetzt habe die Bedeutung, die Smartphones und smarte Anwendungen im Leben moderner Menschen gewonnen haben, etwas Sakrales. Der Fortschritt, den diese Geräte anzeigen, habe für viele Menschen existenzielle Bedeutung. So könne man die Künstliche Intelligenz als Garant für Sicherheit und Gerechtigkeit sehen. Die KI sei darauf programmiert, das Glück der Menschen zu maximieren.

Konsequent eingesetzt, könne die KI den Hunger bekämpfen, Krankheiten verhindern und für eine gerechte Verteilung sorgen. Wer gegen die Regeln und Gesetze verstößt, wird von einer unvoreingenommenen Software erkannt und bestraft. Dank der weltweiten Vernetzung durch Smartphones und das Internet wäre diese Intelligenz fast allwissend. So gesehen gleiche das anderen Gottheiten.

Während Anthony Levandowski an seiner KI-Göttin bastelt, hagelt es Kritik von Kollegen. Niemandem solle es erlaubt sein, digitale Superintelligenzen zu entwickeln, warnt zum Beispiel das Forschungsinstitut für künstliche Intelligenz. Die Forschung und die Gesellschaft müssten strenge Regeln festlegen, was erlaubt sein soll und was nicht. Beispiele, in denen die fehlende Grenzziehung ausgenutzt wird, gibt es bereits. So diskutieren die Vereinten Nationen seit einiger Zeit über autonome Waffensysteme, die lernen und selbst entscheiden, wen sie eliminieren.

Levandowski sieht keine Gefahr, dass sich die KI-Göttin der Zukunft in einen Golem oder in Frankensteins Monster verwandeln könne. Die Frage sei, wie sich die Menschen zu ihr verhielten. Hier setzt "Way of the Future" auf ein sehr altmodisches Konzept: Anbetung und Unterwerfung.

Weitere Informationen:

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Ein Entwickler hat große Pläne: Gott programmieren!

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Erst Google, dann selbstfahrende Autos, jetzt Gott: Der Entwickler Anthony Levandowski hat große Pläne. Er will eine Künstliche Intelligenz (KI) schaffen, die die Kontrolle über das Weltgeschehen übernehmen soll. Das lässt sich seiner Meinung nach sowieso nicht verhindern, da die KI in Zukunft dem Menschen überlegen sein werde.

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Schon die neue Rennbahn "Anki Overdrive" war eine tolle Sache. Jetzt hat sich die Firma Anki etwas Neues und ganz Besonderes überlegt: einen Spielroboter, der klug ist. Das nennt man auch "künstliche Intelligenz".

Wenn du Cozmo - das ist sein Name - auspackst, wirst du dich wundern, wie klein er ist. Gerade mal zehn Zentimeter ist er lang. Er hat Räder mit einem Laufband und eine Schaufel. Irgendwie erinnert er an einen Bagger oder einen Gabelstapler.

Sobald du ihn einschaltest, schaut Cozmo dich mit seinen großen Augen an und spricht deinem Namen aus. Er plappert fröhlich und fiepend und merkt sich sogar dein Gesicht. Du wirst Cozmo bestimmt mögen.

Munter erforscht er die Umgebung und die Würfel, die du in der Packung findest. Diese "Powercubes" brauchst du, um mit ihm zu spielen. Dabei zeigt Cozmo dir sogar seine Gefühle und ob er sich gerade freut oder ärgert.

Wie ein Mensch hat er seinen eigenen Kopf. Du merkst immer, ob er gerade gut drauf ist oder schlechte Laune hat. Kümmerst du dich nicht um ihn, dann spielt er mit den Würfeln. Er rollt sie, baut Pyramiden oder macht damit sportliche Übungen.

Manchmal langweilt Cozmo sich. Dann möchte er unbedingt mit dir spielen. Je öfter du das tust, umso klüger wird er und bekommt neue Fähigkeiten. Und wenn du magst, kannst du im Explorermode sogar die Welt durch seine Augen sehen.

Ein kleiner Nachteil: Anki Cozmo ist sehr teuer. Es ist halt sehr viel Arbeit, so etwas herzustellen und zu programmieren.

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Schon die neue Rennbahn "Anki Overdrive" war eine tolle Sache. Jetzt hat sich die Firma Anki etwas Neues und ganz Besonderes überlegt: einen Spielroboter, der klug ist. Das nennt man auch "künstliche Intelligenz". Wenn du Cozmo - das ist sein Name - auspackst, wirst du dich wundern, wie klein er ist.

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Künstliche Intelligenz - Wie schlau sind Maschinen?

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Ein selbstfahrendes Auto, ein Roboter und ein etwas frecher Sprachassistent - was haben diese drei Dinge gemeinsam? Sie haben eine Intelligenz. Zumindest eine künstliche Intelligenz. Aber was genau heißt das? Das möchte Malin erfahren. Deshalb trifft sie Roboter Pepper. Pepper soll irgendwann im Altersheim eingesetzt werden und die Pfleger bei ihrer Arbeit unterstützen.

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Künstliche Intelligenz - kindgerecht erklärt (2019)

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Das Forschungsgebiet "Künstliche Intelligenz" (KI) versucht, menschliches Handeln und menschliche Wahrnehmung durch Maschinen nachzubilden. Was einmal als Wissenschaft der Computer-Programmierung begann, hat sich zur Erforschung des menschlichen Denkens entwickelt.

Denn nach Jahrzehnten der Forschung hat man die Unmöglichkeit erkannt, eine "denkende" Maschine zu erschaffen, ohne zuvor das menschliche Denken selbst erforscht und verstanden zu haben. Deshalb gibt es zum Teil große Überschneidungen zwischen KI-Forschung und Neurologie beziehungsweise Psychologie.

Bis heute ist es nicht einmal annähernd gelungen, menschliche Verstandesleistungen als Ganzes mit Maschinen nachzuvollziehen. Ein großes Hindernis ist die Sprachverarbeitung. Auch die Durchführung einfachster Befehle ist für eine Maschine ein hoch komplexer Vorgang.

Die Forschung konzentriert sich deshalb zunehmend auf einzelne Teilbereiche, unter anderem mit dem Ziel, dort Arbeitserleichterungen zu schaffen. Dazu ist ein ständiger Austausch zwischen Wissenschaftlern verschiedenster Disziplinen (Kognitionswissenschaft, Psychologie, Neurologie, Philosophie und Sprachwissenschaft) notwendig.

Viele Wissenschaftler unterscheiden zwischen starker und schwacher KI. Schwache KI deckt nur Teilbereiche der Intelligenz ab. Sie basiert meist auf Methoden der Mathematik und Informatik und kommt beispielsweise in Navigationssystemen und bei der Spracherkennung zum Einsatz.

Starke KI beinhaltet logisches Denken, Planung, Kommunikation, das Treffen eigenständiger, komplexer Entscheidungen. Viele Forscher bezweifeln, dass diese jemals existieren wird.

Und selbst wenn es gelänge, ergäben sich viele ethische Fragen: Welche Entscheidungen kann man einer künstlichen Intelligenz überlassen, die über keine Moral und kein Bewusstsein für Recht, Unrecht und vor allem für Zwischentöne besitzt?

Die Frage, ab wann eine Maschine als intelligent gilt, treibt die KI-Forschung seit Jahrzehnten um. Ein Messwerkzeug, das allgemein akzeptiert wird, ist der sogenannte Turing-Test.

Er wurde 1950 von dem britischen Mathematiker Alan Turing entwickelt: Ein Mensch kommuniziert über längere Zeit parallel mit einem anderen Menschen und einer Maschine ohne Sicht- oder Hörkontakt - etwa über ein Chat-Programm.

Mensch und Maschine versuchen den Tester davon zu überzeugen, dass sie denkende Menschen sind. Wenn der Tester nach der Unterhaltung nicht mit Bestimmtheit sagen kann, welcher der Gesprächspartner ein Mensch und welcher eine Maschine ist, hat die Maschine den Test bestanden und darf als intelligent gelten.

Der US-Soziologe Hugh G. Loebner lobte 1991 einen Preis von 100.000 Dollar für das Computerprogramm aus, das den Turing-Test besteht und eine Expertenjury hinters Licht führt.

2014 gab es Berichte, dass die russische Software "Eugene Goostman" den Test bestanden habe. Allerdings wurden hinterher Zweifel an der Methode und der Versuchsanordnung laut.

Bis 2020 hat niemand den Preis erhalten, und der Großteil der KI-Forscher geht davon aus, dass das auch in absehbarer Zeit nicht passieren wird.

Die Einsatzgebiete Künstlicher Intelligenz sind äußerst vielfältig. Oft sind sie uns nicht einmal bewusst. Am erfolgreichsten ist ihr Einsatz in kleinen Teilbereichen wie der Medizin: Roboter führen bestimmte Operationsabschnitte - etwa im Tausendstel-Millimeter-Bereich - wesentlich präziser durch als ein Chirurg.

In Produktionsstraßen, besonders in der Automobilindustrie, ersetzen Roboter eine Unzahl menschlicher Handgriffe. Vor allem bei gesundheitsschädlichen, unfallträchtigen Aufgaben, wie zum Beispiel beim Lackieren oder Schweißen, sind Roboterarme, wie sie bereits in den 1960er Jahren bei General Motors eingesetzt wurden, nicht mehr wegzudenken.

Klassischer Anwendungsbereich für Künstliche Intelligenz sind Spiele, insbesondere Brettspiele wie Dame und Schach. Längst haben programmierbare und lernfähige Spielzeuge, Mini-Roboter und Computerprogramme das Kinderzimmer erobert.

Das legendäre Tamagotchi gehört zwar schon zum alten Eisen, dafür drängen andere künstliche Gefährten wie Roboter-Hunde, sprechende Dinos oder Puppen auf den Markt, mit denen man durch einfache Gesten oder Sprache kommunizieren kann und die bestimmte Aufgaben ausführen.

Expertensysteme sind spezialisiert auf ganz bestimmte und eng begrenzte Einsatzgebiete. Ein Beispiel dafür sind Programme, mit denen computertomografische Aufnahmen am Computerbildschirm in dreidimensionale Bilder umgesetzt werden. Ärzte können sich so im wahrsten Sinne des Wortes ein "Bild" von der jeweiligen Körperpartie und ihrem Zustand machen.

Ein wichtiger Baustein der künstlichen Intelligenz sind selbst lernende Systeme. Diese kommen zum Beispiel bei automatisierten Spam-Filtern im E-Mail-Postfach zum Einsatz. Man füttert einen Computer mit Beispieldaten, die er auswertet und analysiert.

Das System erkennt Muster und Ähnlichkeiten und kann so Spam-Mails aussortieren, auch wenn ihm der Absender oder Inhalt bislang unbekannt sind. Der Mensch greift nur noch kontrollierend ein und korrigiert beispielsweise, wenn eine Mail fälschlicherweise als Spam markiert wurde. Das merkt sich wiederum der Computer. Je länger das System diese Aufgaben ausführt, desto besser wird es - ein klassisches Beispiel für "Machine Learning".

Auch Spracherkennungssysteme sind lernfähig. Je öfter man sie benutzt, desto mehr passen sie sich an die sprachlichen Eigenheiten des Benutzers an. So können sie dessen Stimme mit der Zeit besser verstehen und machen weniger Fehler bei der Verarbeitung.

1997 reisten Maschinen im Dienste des Menschen auf den Planeten Mars. Ziel der "Pathfinder-Mission" war es, wissenschaftliches Messgerät auf die Marsoberfläche zu bringen. Dabei sollten geeignete Techniken für Flugphase, Atmosphäreneintritt, Abstieg und Landung entwickelt und erprobt werden.

Es musste alles möglichst automatisch funktionieren, da menschliche Eingriffe von der Erde aus wegen der Distanz kaum möglich sind. Ein Funksignal zur Erde würde, selbst wenn es mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs wäre, 14 Minuten benötigen.

Doch die "Pathfinder-Mission" glückte und legte so den Grundstein für weitere Marsmissionen. Im August 2012 landete das Fahrzeug "Curiosity" auf dem Mars: 900 Kilogramm schwer und mit einer Vielzahl an Instrumenten ausgestattet, um zu erkunden, inwieweit der Planet als Biosphäre geeignet ist oder war.

Schon die Landung war spektakulär: Nach dem Eintritt in die Atmosphäre bremste die Sonde automatisch 20 Meter über der Oberfläche ab und ließ "Curiosity" an Seilen herab.

Auf dem Mars bewegt sich "Curiosity" mit einem Plutoniumantrieb fort, zertrümmert und analysiert Steine mit einem Laser und packt Gesteinsproben per Greifarm in eine Mikrowelle, um diese zu schmelzen. Mehr als acht Jahre ist "Curiosity" schon unterwegs. Er hat bereits mehr als zwanzig Kilometer zurückgelegt und funkt seine Erkenntnisse zur Erde. Und auch sein Nachfolger ist schon unterwegs: "Perseverance" wurde im Juli 2020 ins All geschickt (Stand: Oktober 2020).
(Erstveröffentlichung 2013. Letzte Aktualisierung 26.10.2020)

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Computer und Roboter: Künstliche Intelligenz

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Roboter, die Menschen beim Schachspiel besiegen. Computer, mit denen wir uns unterhalten können. Die Wissenschaft versucht seit vielen Jahren, den komplexen menschlichen Geist künstlich nachzubauen. Wie weit ist die Forschung auf diesem Gebiet?

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NEU

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Wenn Roboter für Menschen Dienstleistungen übernehmen sollen, müssen sie ihre Umgebung erkennen, flexibel auf Veränderungen im Raum und auf Sprachbefehle reagieren können. Sie brauchen Augen und Ohren, müssen über einen Tastsinn verfügen. Für letzteren, der für Beine, Arme oder Hände wichtig ist, gibt es heute verschiedene Sensortypen.

Mikrofonsysteme verleihen Robotern Ohren. Die Rolle der Augen können je nach Robotertyp und Aufgabenart zum Beispiel Laser- oder Infrarotsensoren zur Abstandserkennung übernehmen oder auch verschiedene Formen von Kamerasystemen.

Stereokameras - aber auch die anderen "Sinnesorgane" - vermitteln dem Roboter ein Bild von der Umwelt, sodass er nicht nur auf Personen und Hindernisse reagieren, sondern auch die ihm gestellten Aufgaben erfüllen kann.

Die Datenspeicher eines modernen Roboters können heute das Umfeld in Echtzeit aufnehmen und verarbeiten. Dadurch wird der Roboter nicht zur Gefahr für seine Umwelt. Ein mit Stereokameras ausgestatteter Roboter erkennt Menschen und Gegenstände an typischen Konturen, weiß in einer vertrauten Umgebung, was eine Tür, ein Gang oder ein Fahrstuhl ist.

Mit den gespeicherten Lageplänen seiner Umgebung bewegt er sich zwischen verschiedenen Standorten sicher hin und her. Darüber hinaus verfügen Roboter über oft vielfach verschachtelte Computerprogramme, die auf der Grundlage der Umweltinformationen die Handlungen des Roboters steuern.

Künstliche Intelligenz zeigt sich, wenn dem Roboter mehrere Handlungsalternativen zur Verfügung stehen und er entscheiden oder planen muss. So können durchaus verschiedene Wege ans Ziel führen oder aber geschlossene Türen Umwege erfordern.

Die Zukunft der Verarbeitung von Sinneseindrücken liegt für viele Forscher in neuronalen Netzen. Sie ahmen den Aufbau und die Funktionsweise des menschlichen Gehirns nach. Die verschiedenen Gehirnareale mit ihren speziellen Aufgaben entsprechen einzelnen Datenbanken und Handlungsprogrammen.

Sind sie wie die Nervenzellen im Gehirn miteinander verkoppelt, können Roboter zwischen unterschiedlichen Handlungen wählen und entscheiden, aber auch komplexere Aufgaben bewältigen.

Sinnvolles Planen und damit auch die Anpassungsfähigkeiten an die Umgebung sind wie beim Menschen wichtige Grundlagen einer Künstlichen Intelligenz. Neuronale Netze versetzen den Roboter auch in die Lage zu lernen. Er kann bei der Bewältigung seiner Aufgaben Erfahrungen machen und seine Handlungen optimieren.

Roboter wie der HRP-4, Asimo, COG oder NAO vollführen inzwischen beeindruckende Schauspiele. Sie sprechen, singen, tanzen auf zwei Beinen, jonglieren Gegenstände und zeigen sogar erstaunlich menschlich wirkende Mimik.

Allerdings wird der Bereich der humanoiden, das heißt der menschenähnlichen Roboter in der Forschung inzwischen eher vernachlässigt oder als spielerische Übung und PR-Instrument angesehen. Denn erstens ist der Bedarf an Humanoiden sehr gering. Und zweitens sind diese Roboter trotz allem Fortschritt immer noch meilenweit von den Fähigkeiten eines Menschen entfernt.

Serviceroboter als Helfer im Alltag müssen mit Menschen kooperieren und kommunizieren können. Sie sollten also über eine Sprachsoftware verfügen, die klar Sinn und Bedeutungszusammenhang von Wörtern in Sätzen versteht.

Auf diesem Gebiet hat es große Fortschritte gegeben. Inzwischen sind schon viele Smartphones mit Sprachprozessoren ausgestattet, die erstaunlich gut funktionieren.

Sie sind lernfähig und gewöhnen sich an ihren Benutzer und dessen Art zu reden. Auch in bestimmten Bereichen, wo ein fachspezifisches Vokabular verwendet wird, werden Sprachcomputer erfolgreich eingesetzt. So verfassen Mediziner ihre Befunde und Arztbriefe immer öfter mittels einer speziellen Software, die den diktierten Text sofort in ein Dokument umwandelt.

Die größte Triebkraft für die Entwicklung autonomer Roboter kommt sicher von Seiten der Weltraum-Forschung. Wenn man die Oberfläche ferner Planeten erkunden will, werden selbstständig operierende Roboter unerlässlich sein. Wie viele Informationen Weltraum-Roboter liefern können, haben mehrere Mars-Missionen gezeigt.

Der Mars wäre sicher auch noch für Menschen erreichbar, aber schon bei den anderen Planeten unseres Sonnensystems sind bei dem heutigen Stand der Technik Grenzen gesetzt. Hinzu kommen die extrem lebensfeindlichen Umgebungen, die Robotern nicht zu schaffen machen - ebenso wenig wie Reisedauer und Missionslängen.

Neben Sinnesorganen und Sensoren ist für Weltraumroboter die freie Bewegungsmöglichkeit entscheidend, die dritte Voraussetzung bei der Entwicklung Künstlicher Intelligenz. Erkundungsroboter müssen zumindest über Räder oder Raupenantrieb verfügen, besser noch wären allerdings Beine. Mit ihnen ließen sich Hindernisse am besten überwinden.

Doch die Steuerung eines zweibeinigen Roboters hängt von sehr vielen Variablen ab, ist ungeheuer kompliziert und verlangt einen extremen Rechneraufwand. Viel einfacher ist es, sich bei der Konstruktion von Laufrobotern an Vorbildern aus der Natur zu orientieren. Viele Insekten und auch Spinnen laufen erstaunlich gut und sicher auf sechs beziehungsweise acht Beinen.

Jedes Bein wird quasi von einem eigenen Gehirn dezentral gesteuert, ist aber durch neuronale Vernetzung immer über die Bewegungen der anderen Beine informiert. Wenn ein Bein einmal keinen richtigen Kontakt bekommt, gleichen die anderen Beine fehlende Stabilität aus.

Spinnen kommen beim Laufen so auch ohne komplexes Gehirn gut zurecht. Nach ihrem Vorbild konstruieren Robotik-Experten spinnenähnliche Roboter, die vielleicht einmal den Weg zum Mars antreten könnten.

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Wenn Roboter einen Platz in unserer Gesellschaft einnehmen sollen, müssen sie mit Menschen kommunizieren, kooperieren, lernfähig werden und sich problemlos im Alltag bewegen können. Dafür brauchen sie Sinnesorgane, Sprache und Extremitäten.

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Warum Künstliche Intelligenz im Unterricht thematisiert werden sollte

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Künstliche Intelligenz ist schon jetzt in unserem Alltag allgegenwärtig - oft ohne dass wir es merken. Auch Schüler*innen wachsen bereits in einer Welt auf, die zunehmend von Algorithmen und intelligenten Systemen gesteuert wird.

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Künstliche Intelligenz und der Mensch

Wie viele neue Technologien, schürt auch die KI Ängste. Eine berühmt gewordene Studie der Universität Oxford analysierte im Jahr 2013, dass 47 Prozent alles US-Jobs durch Automatisierung in Gefahr seien, ein erheblicher Anteil davon durch KI. Solche Zahlen schüren Ängste, die durchaus zu realen Handlungen führen: So berichtet Waymo, die Googletochter für automatisiertes Fahren, dass ihre Testfahrzeuge mehrfach mit Messern und Steinen angegriffen wurden. Ist die KI also eine Gefahr für den Mensch? Eine bitkom-Umfrage zeichnet ein geteiltes Bild: 62 Prozent der Deutschen halten KI vor allem für eine Chance, 35 Prozent für eine Gefahr. Auch eine Umfrage unter Managern ergab, dass 42 Prozent von ihnen Vorbehalte der Belegschaft beobachteten.

Die Wahrheit liegt irgendwo in der Mitte. Die KI wird zweifellos Arbeitskraft vom Menschen übernehmen, und wenn sie es tut, dann vollumfänglich - das heißt, für diese eine spezielle Aufgabe wird kein Mensch mehr nötig sein. Das sind meistens Aufgaben, deren Spaßfaktor eher gering ist, ihrer Art nach monoton und repetitiv: Überwachungsvideos anschauen, am Telefon Standardanfragen beantworten, Dokumente durchsuchen.

In vielen Gebieten wird die KI aber auf absehbare Zeit hinaus eher eine Assistenrolle übernehmen. Sie werden Ärztinnen und Ärzte unterstützen, zu den richtigen Schlüssen zu kommen oder Teil einer Arbeitskette sein - zum Beispiel auf dem Acker, wo Landwirtschaftsroboter Teilaufgaben autonom oder teilautonom übernehmen können, während andere Aufgaben weiterhin vom Menschen ausgeführt werden.

Gleichzeitig werden aber neue Jobs entstehen, welche durch die innovativen KI-Geschäftsmodelle getragen werden. Menschen haben dann mehr Zeit, ihre Arbeitskraft für neue Aufgaben einzusetzen, weil sie mit der KI zusammenarbeiten. So könnten Anwältinnen und Anwälte mehr Zeit mit Klientinnen und Klienten verbringen, anstatt stundenlang Akten zu durchforsten. Klar ist damit auch: Es braucht mehr Bildung, um Menschen auf ihre neuen Aufgaben vorzubereiten und ihnen die Fähigkeiten an die Hand zu geben, mit KI-Systemen zu arbeiten.

Eine Studie des World Economic Forum aus dem Jahr 2023 geht davon aus, dass 89 Millionen verdrängten Arbeitsplätzen durch den Computer 63 Millionen neu geschaffene Jobs gegenüber stehen.

Und, um ehrlich zu sein, eine wirkliche Wahl haben wir nicht. Denn die KI hat schon längst Einzug in den Alltag gehalten und beinahe jede und jeder nutzt sie heute schon, ob bewusst oder unbewusst - im Handy, bei Überweisungen oder bei der Navigation. Es wird noch einige Zeit dauern, bis KIs uns überall begegnen, aber dieser Zeitpunkt wird eher früher als später kommen, denn sobald ein Bereich von der KI profitiert, wird er massive Vorteile gegenüber seinen menschlichen Pendants haben und sie damit vom Markt verdrängen oder ihnen neue Aufgabenfelder eröffnen.

Gleichwohl ist es wichtig, darüber zu reden und sich zu fragen, wo die Ethik in der Maschine steckt. Hier geht es nicht nur um Verantwortung („Wer ist schuldig, wenn die Maschine einen Unfall baut?"), sondern auch die Frage, wie wir Arbeit künftig gestalten wollen.

Die natürliche Dummheit in der künstlichen Intelligenz

KIs sind vom Menschen gemacht - und unterliegen damit einem natürlichen Problem: Eine Intelligenz, die den Menschen nachahmt, ist auch seinen geistigen Beschränkungen unterworfen. Eine davon ist Bias, englisch für Befangenheit.

Ein Beispiel: Die KI-Expertinnen und Experten von Amazon entwickelten 2014 eine KI, die Bewerbungsunterlagen automatisch auswertete und sortierte. Dazu trainierten sie das neuronale Netz mit Bewerbungen aus den vergangenen zehn Jahren. Als die KI trainiert war, mussten sie feststellen, dass der Algorithmus unter neuen Bewerbungen nur noch diejenigen von Männern auswählte. Grund: Unter den früher Eingestellten waren überdurchschnittlich viele Männer, wie in der Tech-Branche üblich. Die KI erstellte daraus die Regel: Nur noch Männer einstellen. (Quelle) Der Fehler lag in der Auswahl und Vorbereitung der Daten. Amazon verwarf das Experiment schlussendlich, Bewerbungen wurden weiterhin manuell durchsucht.

Das Beispiel zeigt, dass der Mensch beim Design einer künstlichen Intelligenz großen Wert bei der Auswahl repräsentativer Daten legen muss - und sich bewusst ist, dass er, in dem er die Daten auswählt und aufbereitet, vielleicht bereits schon befangen ist. Dieses Dilemma lässt sich nicht einfach lösen und muss bei jedem Design einer KI bedacht werden. Auch deshalb lohnt ein Blick von außen, die Zusammenarbeit mit einem Partner und Experten in Sachen KI.

Denn letztlich wird jede KI von einem Menschen programmiert - und wo unsere Intelligenz anfängt und endet, wissen wir ja.

Zum Schluss noch eine kurze Zusammenfassung, darüber, was künstliche Intelligenz ist:

KI ist der Versuch, menschliches Lernen und Denken auf den Computer zu übertragen

Starke KI, also generelle Problemlösungsmaschinen, gehören in den Bereich der Science Fiction, schwache KI finden in unserer heutigen Welt immer breitere Verwendung, ob in Handys, in Webseiten, sozialen Medien oder selbstfahrenden Autos

KIs sind überall dort wertvoll, wo viele Daten analysiert und nach Mustern durchforscht werden können

Maschinelles Lernen ist das derzeit kommerziell wichtigste Teilgebiet der KI

KIs benötigen Daten als Grundlagen, das können neben Zahlen auch Bilder, Videos oder Töne sein

KIs können Daten besser, genauer und schneller verarbeiten als Menschen, sie können sie aber nicht verstehen

KIs werden nur für ganz bestimmte Zwecke programmiert ("trainiert") und müssen für andere Zwecke wiederum neu trainiert werden

KIs werden Aufgaben von Menschen übernehmen, gleichzeitig aber auch neue Geschäftsfelder und damit Arbeitsplätze schaffen

KIs können die Daten nicht verstehen, werden sie mit fehlerhaften Daten gefüttert, liefern sie fehlerhafte Ergebnisse

Nachdem wir uns jetzt mit den Grundlagen befasst haben, geht es ans Eingemachte: Erfahren Sie hier, was es mit Schlagworten wie Machine Learning, Neuronalen Netzen oder Deep Neural Networks auf sich hat und wie eine KI "denkt".
Artikel: Stand 04/23
Linktipp: Kostenloser KI-Onlinekurs

Die finnische Regierung hat einen Onlinekurs veröffentlicht, der eine für jedermann verständliche Einführung in die Künstliche Intelligenz bietet. Der Kurs behandelt neben Grundlagenwissen Themen rund um die "Philosophie der KI", zeigt reale Anwendungsbeispiele und befasst sich mit gesellschaftlichen Fragestellungen.

Den Kurs gibt es in zahlreichen Sprachen, kostenlose Anmeldung unter: https://www.elementsofai.de/

KI auf die Ohren

Im Podcast "Think Reactor" aus Bremen unterhalten sich zwei Experten, Roland Becker und Sirko Straube, regelmäßig über brennende Fragen rund um die KI - ob es jetzt um Arbeit, Bildung, Datenschutz oder ähnliches geht. Dabei bleiben sie stets allgemeinverständlich und führen auch Neulinge behutsam an die komplexen Themen heran.

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Künstliche Intelligenz ist der Versuch, menschliches Lernen und Denken auf den Computer zu übertragen. Die KI-Technologie hat das Potenzial, unsere Welt grundlegend zu v

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Dafür, dass Künstliche Intelligenz mehr und mehr unser Leben beeinflusst, wissen die meisten sehr wenig darüber. Hier sind einige Ideen, wie man sich im Unterricht dem Thema annähern kann.

Künstliche Intelligenz - oder kurz "KI" - ist weit mehr als ein Trendthema, von dem man das Gefühl hat, dass es relevant ist, weil man immer wieder davon hört und liest, ohne genau zu wissen, was es eigentlich bedeutet. Das sicher auch. Aber tatsächlich umgibt uns Künstliche Intelligenz schon jetzt täglich, meist ohne, dass wir es merken. Etwa, wenn wir uns auf Online-Kartenanwendungen verlassen, um in Echtzeit die schnellste Route zu berechnen, oder uns von einer Bilderkennungs-App sagen lassen, vor welchem Baum wir gerade stehen. Ein wichtiger Ansatz Digitaler Bildung ist es, dass Lernende verstehen sollen, wie die Dinge funktionieren, die sie nutzen. Nicht nur, um etwa individuelle Konsumentscheidungen zu treffen oder Ergebnisse von Suchmaschinen besser einordnen zu können. Zu entscheiden, wie wir Künstliche Intelligenz künftig einsetzen wollen und welche moralisch-ethischen "Leitplanken" wir definieren, um zu entscheiden, wie weit und unter welchen Voraussetzungen sie in immer mehr Lebensbereiche eindringen darf, ist eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe. Junge Menschen zu befähigen, am gesellschaftlichen Diskurs über unser zukünftiges Zusammenleben teilzuhaben, ist Aufgabe von Bildung.

Im Folgenden sind einige Grundannahmen über, beziehungsweise Aspekte und Eigenschaften von, Künstlicher Intelligenz angeführt, gefolgt von Beispielen, wie diese Aspekte im Unterricht behandelt werden können. Es geht in diesem Artikel nicht um digitale Lernumgebungen und "Learning Analytics" sowie deren Einsatz im Unterricht. Hierüber gibt dieser Denkimpuls der Initiative D21 einen guten Überblick.

Was ist Künstliche Intelligenz?

Künstliche Intelligenz bedeutet, dass Maschinen denken wie Menschen, nur viel schneller. Mit "Denken" ist dabei eigentlich Lernen gemeint, sowie das Treffen von Entscheidungen auf Basis des Gelernten. Das funktioniert so: Man füttert eine Maschine mit einem Datensatz und gibt ein paar Entscheidungen vor (z.B. bei Bilderkennung Bilder von Blumen als Blumen benennen). Dann gibt man weitere Daten hinein (etwa Bilder von allen möglichen Objekten, darunter auch Blumen), je mehr desto besser. Die Maschine sucht auf der Basis der anfangs vorgegebenen Entscheidungen nach Mustern, sprich: korreliert Daten, und kann nun immer besser entscheiden, was Blume ist und was nicht. Am besten geht das, wenn man sie "trainiert", das heißt: Fehler verbessert.

Ein Beispiel für das Trainieren einer KI, in diesem Fall für das autonome Fahren, ist bestimmt jedem schon einmal begegnet: Bevor man sich auf einer Webseite registriert, bekommt man eine Reihe an Fotos präsentiert. Um zu beweisen, dass man kein Roboter ist, soll man diejenigen auswählen, auf denen Autos, Brücken oder Verkehrsschilder zu sehen sind.

Was ist Künstliche Intelligenz nicht?

Und woran erkenne ich, dass es sich um eine Künstliche Intelligenz handelt, und nicht um "normale" Informationsverarbeitung? Daran, dass die Ergebnisse nicht nur auf dem ursprünglich eingesetzten Datensatz basieren, den die Maschine quasi "auswendig gelernt" hat, und also lediglich "Wissen" reproduziert; sondern dass sie verschiedene Daten miteinander korreliert hat und Annahmen trifft, also generalisiert.

Eine weitere Abgrenzung, die oft angeführt wird, wenn Künstliche Intelligenz beschrieben werden soll, ist die zwischen "Big Data" beziehungsweise "Data Mining" - also dem Sammeln und Kombinieren von vielen Daten aus unterschiedlichen Quellen - und Maschinenlernen. "Data Mining" ist hier als die Vorstufe oder Voraussetzung für Künstliche Intelligenz zu verstehen. KI ist somit die tatsächliche "Denkleistung".

Und schließlich gibt es noch innerhalb der KI die Unterscheidung zwischen Maschinenlernen, worauf bis dato die allermeisten KI-Anwendungen basieren, und " deep learning", das künstliche neuronale Netze (KNN) voraussetzt.

Um Schülerinnen und Schülern die Grundlagen von Künstlicher Intelligenz, Beispiele aus dem Alltag und Unterscheidungen zwischen verschiedenen Arten von KI näherzubringen und im wahrsten Wortsinn zu veranschaulichen, eignet sich der Comic-Essay " We need to talk, AI " von Dr. Julia Schneider und Lena Ziyal, der CC-lizensiert ist und kostenlos heruntergeladen werden kann.

Die App Camps bieten Praxisworkshops für Kinder und Jugendliche sowie kostenfreie Unterrichtsmaterialien zum Thema Künstliche Intelligenz.

Auf der Webseite machinelearningforkids.co.uk können Kinder (oder auch Erwachsene) browserbasiert Maschinenlern-Projekte selbst anlegen oder bereits angelegte und mit einem Grundstock an Daten ausgestattete Projekte weiterbearbeiten.

Der Turing-Bus - ein Wortspiel mit dem Namen des Informatikpioniers Alan Turing - war 2019 ein Projekt der Deutschen Gesellschaft für Informatik und der Open Knowledge Foundation. Zurück bleibt eine umfangreiche Sammlung offener Bildungsressourcen.

Welche Probleme gibt es mit Künstlicher Intelligenz?

Viele Menschen haben Angst vor KI oder sie ist ihnen zumindest unheimlich. Könnten intelligente Maschinen irgendwann gegen uns, ihre Schöpfer, rebellieren, so wie in den "Matrix"- oder "Terminator"-Filmen? Wenn ja, dann wären wir ihnen heillos unterlegen, da ihre Rechenleistung die unserer Gehirne um ein Vielfaches übersteigt.

Solche Szenarien gehören bis auf Weiteres in den Bereich der dystopischen Fiktion. Realistischer sind Probleme, die mit KI tatsächlich schon aufgetreten sind und weiterhin auftreten. Immer wieder ist etwa die Rede davon, dass Künstliche Intelligenz Vorurteile habe oder diskriminiere.

Künstliche Intelligenz macht Fehler. Das gehört zu einem Lernprozess, der darin besteht, Muster zu erkennen. Genau wie Menschen stecken Maschinen die Objekte, die sie untersuchen, in Schubladen, kategorisieren und generalisieren. Was oft als Problem noch hinzukommt, ist, dass Maschinen keine neue Realität erfinden, sondern alle Entscheidungen Künstlicher Intelligenzen auf realen Daten beruhen. Da Vorurteile und Bias in der realen Welt existieren, spiegeln sie sich auch in den Datensätzen wider, die wir Künstlichen Intelligenzen zur Verfügung stellen. Was Maschinen im Vergleich zu Menschen dabei fehlt, ist die Fähigkeit, eigene Entscheidungen zu reflektieren. Maschinen sind keine moralischen Wesen und haben - bis dato - kein (Selbst-)Bewusstsein.

Ein anderer Grund für unser Unbehagen: Künstliche Intelligenz ist intransparent. Wir können in der Regel nicht nachvollziehen, wie Künstliche Intelligenzen zu ihren Entscheidungen gekommen sind. Die verarbeiteten Datensätze sind viel zu groß, als dass wir sie mit unseren menschlichen Gehirnen erfassen könnten. Deshalb brauchen wir ja die Maschinen.

Der Gesellschaft obliegt die Aufgabe auszuhandeln, welche Ansprüche an Quantität (Mit wie vielen Daten soll eine KI gefüttert werden sein, bevor sie "fertig" ist und wir sie einsetzen?) und Qualität beziehungsweise Genauigkeit (Wie viele Fehler darf sie noch machen?) in Bezug auf KI gestellt werden sollen. Oder auch, ob es Bereiche gibt, in denen wir weiterhin nur Menschen entscheiden lassen. Denkbar und durchaus erfolgreich sind auch Mischformen, etwa in der medizinischen Diagnostik, wenn beispielsweise eine Künstliche Intelligenz Röntgenbilder analysiert und eine Vorauswahl auffälliger Bilder erstellt, jedoch dann Ärzte auf Basis dieser Vorauswahl die Entscheidung treffen, ob und wie therapiert wird.

Um sich dem Thema KI von der ethisch-moralischen Seite zu nähern, kann man mit Schülerinnen und Schülern eine Zukunftswerkstatt durchführen. Dadurch beschäftigen sie sich theoretisch mit unserem künftigen Umgang mit Künstlicher Intelligenz, wie dieser aussehen könnte und wie sie ihn haben wollen. Als Einstieg ins Thema eignet sich dieser Film von Ranga Yogeshwar.

Die gefeierte junge Schriftstellerin Theresa Hannig schreibt dystopische Romane, die sich mit Themen wie Big Data und KI befassen. Auf ihrer Webseite bietet sie kostenlose Materialien an, um die Romane im Unterricht zu behandeln.

Welche Chancen bietet Künstliche Intelligenz?

Viele. Ein Beispiel ist das oben verlinkte Tuberkulose-Projekt in Südafrika. Ein weiteres Beispiel ist das Projekt " Help2Hear", das beim internationalen Wettbewerb Technovation Families 2020 unter den Finalisten war. Technovation Families ist ein KI-Wettbewerb, der Familien, Schulen, Kommunen und Techies zusammenbringt, um mit KI zu lernen, spielen und Nützliches zu schaffen. Das Schwesterprogramm Technovation Girls wird in Deutschland von der Deutschen Kinder- Und Jugendstiftung umgesetzt.

Sie sind Lehrkraft und haben das Gefühl, beim Thema Künstliche Intelligenz noch nicht kompetent genug zu sein, um es zu unterrichten? Dann sei Ihnen der KI-Campus des Stifterverbands ans Herz gelegt. Auf diesem sich noch im Aufbau befindlichen (Beta-Version) Portal werden eigene und kuratierte Lernangebote kostenlos zur Verfügung gestellt - speziell für Lehrkräfte etwa der Kurs " Schule macht KI" der Jungen Tüftler.

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Dafür, dass Künstliche Intelligenz mehr und mehr unser Leben beeinflusst, wissen die meisten sehr wenig darüber. Hier sind einige Ideen, wie man sich im Unterricht dem Thema annähern kann.

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Künstliche Intelligenz bedeutet, dass kluges Verhalten automatisch abläuft. Das heißt: Eine Maschine oder ein Roboter selbst entscheidet in bestimmten Situationen richtig oder klug- und das, obwohl diese Situation vielleicht vorher gar nicht programmiert worden ist.

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Egal ob in der Politik, im „Tatort" oder im Kinderzimmer: KI ist in aller Munde. Aber was ist das eigentlich genau? Coding Kids erklärt es euch so einfach wie möglich.

Das ist KI

KI steht für „Künstliche Intelligenz" (im Englischen: AI für „Artificial Intelligence") und bezeichnet ein Teilgebiet der Informatik. Algorithmen, also Computercodes, sollen so programmiert werden, dass sie eigenständig in der Lage sind, Probleme zu lösen und sich weiterzuentwickeln. Man versucht also zu imitieren, wie das menschliche Gehirn funktioniert, zum Beispiel mit künstlichen neuronalen Netzwerken.

Auch wenn KI gerade in aller Munde ist: Im Grunde ist sie schon ein alter Hut. Bereits in den 1950er-Jahren gab es erste Versuche, intelligente Maschinen nach menschlichem Vorbild zu bauen. Pionier auf diesem Forschungsgebiet war der Amerikaner Marvin Minsky, der mit Röhren und Kupplungen die Funktionsweise des Gehirns imitierte.

Ok, was ist KI wirklich?

Damit wir in der Lage sind, zu lernen, abstrakt zu denken oder Schlussfolgerungen zu ziehen, sind in unserem Gehirn rund 85 Milliarden Nervenzellen, sogenannte Neuronen, rund um die Uhr im Dauereinsatz. Sie feuern elektrische Impulse ab und bilden zehntausende Verbindungen zu ihren Nachbarzellen. Ein unfassbar komplexes Gebilde! Und das soll von einem Computer nachgeahmt werden? Stellen wir uns schwierig vor. Und tatsächlich: Momentan ist die Forschung noch weit davon entfernt, das menschliche Gehirn zu 100 Prozent zu verstehen - geschweige denn, es künstlich nachzubilden.

Momentan ist die Forschung noch weit davon entfernt, das menschliche Gehirn zu 100 Prozent zu verstehen - geschweige denn, es künstlich nachzubilden.

Was wir momentan im Allgemeinen als KI bezeichnen, ist die sogenannte schwache künstliche Intelligenz, die auf ein Thema begrenzt ist. Beispiele aus unserem Alltag sind E-Mail-Spamfilter oder Spracherkennungs- und Sprachverarbeitungsprogramme wie Apples Siri, Alexa von Amazon und Google Now. Die sind auf ihrem Gebiet schon richtig gut - aber eben nur auf dem einen. Auch automatisiertes (autonomes) Fahren, unterstützende Diagnostiksysteme in der Medizin, Gefühls- und Spracherkennung bei Robotern und blitzschnelles Übersetzen in viele verschiedene Sprachen haut schon ganz ordentlich hin.

Auch ins Kinderzimmer hat schwache künstliche Intelligenz schon Einzug gehalten: Auf CodingKids.de stellen wir euch ja regelmäßig die neuesten programmierbaren und lernfähigen Spielzeuge, Roboter oder Computer-Programme vor.

Starke künstliche Intelligenz, also eine Intelligenz, die über die gleichen intellektuellen Fähigkeiten verfügt wie ein menschliches Gehirn, und ihre Schlüsse - anders als die schwache KI - auch auf einen anderen Bereich übertragen kann, gibt es bis heute nicht. Wie die Forschung diesen Quantensprung erreichen will? Durch das sogenannte „Deep Learning". Stark vereinfacht erklärt, funktioniert das so: Die künstlichen Neuronen sind miteinander über Schichten verbunden und müssen lernen. Zum Beispiel wie man auf Bildern Menschen erkennt. Dafür werden irrsinnig viele Bilder von Menschen eingespeist.

In dieser Lernphase wird dem System dann gemeldet, ob es ein Bild richtig zugeordnet hat oder eben nicht. Je nach Feedback verändert das Netzwerk die Verbindungen zwischen den Neuronen. Die, die richtig lagen, werden stärker. Die die falsch lagen, werden schwächer. Nach vielen, vielen Versuchen wird das neuronale Netzwerk so „intelligent" und entwickelt sich eigenständig weiter. Schon heute revolutioniert das Deep Learning viele Gebiete. Ein besonders tolles, weil potentiell lebensrettendes Beispiel: Der IBM-Rechner „Watson" hat sich selbstständig darin perfektioniert, Krebszellen zu erkennen. Er soll nun helfen, die Krankheit in Zukunft besser zu verstehen.

Was soll der Hype?

Wer momentan den Suchbegriff „Künstliche Intelligenz" bei Google eingibt, bekommt 22 Millionen Treffer - Tendenz stündlich steigend. KI ist ein Riesenthema, auch und vor allem, weil es dabei um unglaublich viel Geld geht: Bis zum Jahr 2030 wird KI für zusätzliche Wertschöpfung in Höhe von über 1500 Milliarden Dollar sorgen, da sind sich die Unternehmensberater von PricewaterhouseCoopers International sicher.

Wer wettbewerbsfähig sein und bleiben will, muss auf den KI-Zug so schnell wie möglich aufspringen. Das gilt für Unternehmen, die ihre Produkte und Dienstleistungen an den Mann bringen wollen, genauso wie für ganze Volkswirtschaften: „Wir müssen führender Standort für künstliche Intelligenz sein", forderte auch Bundeskanzlerin Angela Merkel im Vorfeld der Digitalklausur des Bundeskabinetts im November 2018. Davon hinge „unser künftiger Wohlstand ab und die Frage, ob und wie wir unsere europäischen Werte von der Würde jedes einzelnen Menschen und dem Schutz der Privatsphäre auch im digitalen Zeitalter verteidigen können".

Dafür stellt sich Deutschland ganz gut auf: In Sachen KI-Forschung möchte die Bundesregierung bis zum Jahr 2025 drei Milliarden Euro für die Künstliche Intelligenz (KI) zur Verfügung stellen und 100 KI-Professuren schaffen.

Kennt KI nächstes Jahr noch irgendwer?

Oh ja, die Wissenschaft lässt auf diesem Gebiet garantiert nicht locker. Spezialisten sind sich sicher: Sogar das Erschaffen einer künstlichen Superintelligenz ist nur eine Frage der Zeit! Und eines ist sicher: Der erste Computer, der intelligenter ist als ein Mensch, wird eine absolute wissenschaftliche Revolution sein und alles verändern.

Also, Quatsch oder nicht?

„KI wird entweder das Beste sein, was der Menschheit jemals widerfahren ist - oder das Schlimmste", erklärte der mittlerweile verstorbene Wissenschaftler Stephen Hawking im November 2017. Denn natürlich kann die künstliche Intelligenz auch für feindsinnige Zwecke, wie für automatisierte Waffensysteme oder das Hacken von Daten, missbraucht werden.

Auch zahllose Science-Fiction-Filme wie „Matrix" oder „Terminator" malen seit Jahrzehnten Horrorszenarien davon, was passieren könnte, wenn intelligente Maschinen die Macht übernehmen. Sogar im guten alten „Tatort" wurde das Thema KI schon in zwei Fällen aufgegriffen.

Vor mordlustigen Killerrobotern müssen wir in unserem Alltag wahrscheinlich so schnell keine Angst haben. Fakt ist aber: Entscheidungen von künstlichen Intelligenzen haben eine immer stärkere Auswirkung auf das menschliche Leben. Daher muss es dringend Regeln geben, für welche Zwecke die Menschheit KI verwenden will. Und für welche nicht.

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Egal ob in der Politik, im „Tatort" oder im Kinderzimmer: KI ist in aller Munde. Aber was ist das eigentlich genau? Coding Kids erklärt es euch so einfach wie möglich. KI steht für „Künstliche Intelligenz" (im Englischen: AI für „Artificial Intelligence") und bezeichnet ein Teilgebiet der Informatik.

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Scroller Ausgabe 6: Künstliche Intelligenz | Teachtoday

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In der sechsten Ausgabe des SCROLLER geht es um Künstliche Intelligenz, also Roboter, selbst fahrende Autos und Sprachassistenten in Handys und die Frage, wie unsere Zukunft damit aussieht.

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Künstliche Intelligenz - Wie schlau sind Maschinen?

Ein selbstfahrendes Auto, ein Roboter und ein etwas frecher Sprachassistent - was haben diese drei Dinge gemeinsam? Sie haben eine Intelligenz. Zumindest eine künstliche Intelligenz. Aber was genau heißt das? Das möchte Malin erfahren. Deshalb trifft sie Roboter Pepper. Pepper soll irgendwann im Altersheim eingesetzt werden und die Pfleger bei ihrer Arbeit unterstützen. Pepper ist schon in der Lehre und lernt, in bestimmten Situationen wie ein Mensch reagieren zu können. Das ist das Ziel der KI-Systeme. Heißt das, dass wir Menschen irgendwann von schlauen Maschinen ersetzt werden? Wie schlau ist Pepper schon? Und wo steckt heute schon künstliche Intelligenz überall drin? Das und mehr zeigt diese Folge von neuneinhalb. | mehr

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Selbstfahrende Autos, Roboter im OP-Saal oder Sprachassistenten, mit denen wir uns unterhalten können - für manche klingt das vielleicht nach ferner Zukunft, aber solche schlauen Maschinen gibt es schon. Sie sind schlau, weil sie eine künstliche Intelligenz haben. Man sagt dazu auch kurz 'KI'.

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WALL•E  - Offizieller Trailer (deutsch/german) | Disney•Pixar HD

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I, Robot (2004) Trailer #1 | Movieclips Classic Trailers

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EX MACHINA Trailer Deutsch German [2015]

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Exklusiv: TRANSCENDENCE Offizieller Trailer Deutsch German | 2014 Johnny Depp [HD]

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Projekt Hypermind

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Erschienen am 18.07.2019:

Künstliche Intelligenz im Klassenzimmer

Das intelligente Physikschulbuch erkennt Lerndefizite

Das intelligente Physikschulbuch, das im Projekt „HyperMind" entwickelt wird, ist ein dynamisch-adaptives und persönliches Schulbuch, das Wissensbedarf erkennt und so individualisiertes Lernen ermöglicht.

Wie kann künstliche Intelligenz das Lernen im Schulunterricht unterstützen? Dieser Frage gehen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität (TU) Kaiserslautern und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) im Immersive Quantified Learning Lab (iQL) nach. In dieser Anfang 2018 gemeinsam gegründeten Ideen- und Prototypen-Werkstatt für das Lernen wird daran gearbeitet, neueste Techniken für Ausbildung, Studium und Weiterbildung, aber auch für den schulischen Unterricht nutzbar zu machen. Es werden verschiedene Technologien, wie beispielsweise Eye-Tracking, Sprach- und Gestenerkennung oder Augmented Reality eingesetzt und untersucht, wie diese in Lern- und Arbeitsszenarien sinnvoll angewendet werden können. Die Analysedaten dienen dann zur Diagnose von Lernzuständen und Lernfortschritten.

Im Rahmen des Projekts „HyperMind" entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein dynamisch-adaptives Schulbuch für Tablets und Desktop-Rechner, das individuelles Lernen ermöglicht, indem es den Lernstand und das Lernverständnis der Schülerinnen und Schüler konstant misst, dadurch ihre Stärken und Schwächen identifiziert und die Inhalte und Aufgaben individuell anpasst. „HyperMind" ist Teilprojekt des Vorhabens „U.EDU: Unified Education - Medienbildung entlang der Lehrerbildungskette", das im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung" von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. An der TU Kaiserslautern liegt die Gesamtprojektleitung bei Professor Dr.-Ing. Norbert Wehn, Vizepräsident für Studium und Lehre.

Aktivitätserkennung analysiert Blickrichtung und liefert Erklärungen
Ausgangslage für die Entwicklung eines persönlichen Schulbuchs war die Überlegung, dass traditionelle Schulbücher zwar im Mittelpunkt des Unterrichtsgeschehens stehen, aber den individuellen Lernmöglichkeiten, Kompetenzen und Bedürfnissen der Lernenden nicht gerecht werden.

Im Projekt „HyperMind" wird ein klassisches Physikschulbuch mit typischen Textbestandteilen, Fachbegriffen, Formeln, Diagrammen und Bildern als Grundlage genommen: Die statische Struktur wird aber aufgelöst, und die Buchinhalte werden portioniert und mit multimedialen Lerninhalten (Geräuschen, eingeblendeten Bildern oder Filmsequenzen) verlinkt. Mit Hilfe einer Sensortechnik, die Blickrichtungen der Leser/innen erkennt und analysiert, „weiß" das Buch, ob der Schüler/die Schülerin während des Lesens Verständnisprobleme hat. Dazu werden die Inhalte des Buches auf Tablets oder Bildschirmen angezeigt und unter dem Display ein Eye-Tracker für die Aktivitätserkennung zur Erfassung der Blickposition und der Blickpfade angebracht. „Dieses System kann die Blickbewegungen der Leser erfassen", erklärt Projektleiter Prof. Dr. Prof. h.c. Andreas Dengel, der den Lehrstuhl für Wissensbasierte Systeme an der TU Kaiserslautern innehat und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) am Standort Kaiserslautern leitet. „Es sieht auf diese Weise, an welcher Stelle er beispielsweise länger verweilt oder was er wiederholt liest." Auf Basis der Daten, die durch die Blickrichtung erfasst werden, können die Algorithmen der künstlichen Intelligenz Rückschlüsse auf Verständnisschwierigkeiten, auf das Lernverhalten und den Lernfortschritt ziehen. Das Buch „begreift", ob die Schüler/innen Lerninhalte verstehen, und kann bei Schwierigkeiten individuelle Lernhilfen oder weiterführende Informationen in Form von multimedialen Erklärungen, Graphiken und Bildern bereitstellen und damit auf individuelle Kompetenzen und Bedürfnisse der Lernenden eingehen. „Die Technik kann künftig helfen, frühzeitig zu erkennen, ob jemand bei einem Thema zum Beispiel Unterstützung braucht, weil er es noch nicht richtig verstanden hat", erklärt Dengel.

Stärken und Schwächen frühzeitig erkennen
Die Algorithmen der künstlichen Intelligenz erkennen aber auch besonderes Interesse des Lernenden. „Blickt er zum Beispiel öfter in der Folge auf ein bestimmtes Wort, könnte das System ihm weitere Informationen dazu liefern, etwa über den Internetbrowser", erklärt Professor Dr. Jochen Kuhn, Leiter der Arbeitsgruppe Didaktik der Physik an der Technischen Universität Kaiserslautern. „Es gibt auf dem Markt bereits Lerntechniken, die den Wissensstand von Schülern abfragen", ergänzt er. Aber hier gehe es nur um den Lernerfolg, es könne nicht getestet werden, ob jemand zum Beispiel länger als der Durchschnitt brauche, um eine Rechenaufgabe zu lösen. „Das Besondere ist, dass das Buch die Stärken und Schwächen der Schüler mithilfe integrierter Sensoren frühzeitig erkennt", so Kuhn. Neben den Eye-Track-Sensoren lassen sich mit Hilfe einer Smart Watch weitere biometrische Daten erheben, etwa der Puls des Lernenden. Dieser kann beispielsweise zur Messung der jeweiligen Belastung herangezogen werden, so dass Inhalte und Tempo noch individueller angepasst werden können.

Das antizipierende Schulbuch aus dem Projekt „HyperMind" bereichert das Schulbuchangebot und trägt als dynamisch-adaptives, persönliches Lehrbuch dazu bei, individuelles Lernen zu ermöglichen. Aus den Daten lassen sich aber schließlich auch wertvolle Handlungsempfehlungen für Lehrende ableiten, die ihre Schülerinnen und Schüler mit dem neuen Wissen gezielter fördern können.
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Autor(in): Petra Schraml
Kontakt zur Redaktion
Datum: 18.07.2019
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Künstliche Intelligenz im Klassenzimmer - Bildung + Innovation

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Erschienen am 18.07.2019: Künstliche Intelligenz im Klassenzimmer Das intelligente Physikschulbuch erkennt Lerndefizite Das intelligente Physikschulbuch, das im Projekt „HyperMind" entwickelt wird, ist ein dynamisch-adaptives und persönliches Schulbuch, das Wissensbedarf erkennt und so individualisiertes Lernen ermöglicht. Wie kann künstliche Intelligenz das Lernen im Schulunterricht unterstützen?