Wie bestimmte Algorithmen und Techniken es Computern ermöglichen, aus Daten zu lernen und selbständig Vorhersagen oder Entscheidungen zu treffen

Als Arnold Schwarzenegger im Klassiker Terminator im Jahre 1984 aus einer Zukunft kam, in der die Maschinen die Menschheit als Bedrohung ansah und deshalb auslöschen wollte, klang dies nach feinster Science-Fiction. Maschinen, die selbständig denken und Entscheidungen treffen können?

Nun, seit 1984 hat sich einiges getan. Arnold Schwarzenegger ist etwa in mehreren weiteren Teilen in die Rolle des Terminators geschlüpft und die Maschinen? Ja, sie können mittlerweile tatsächlich selbständig denken und Entscheidungen treffen. Das hört sich ähnlich an wie ein 25€ Bonus ohne Einzahlung von einem Online Casino geschenkt zu bekommen, fast zu schön an, um wahr zu sein. Das ist doch wahr. Wir nennen dies künstliche Intelligenz (KI) oder gemäß der englischen Bezeichnung Artificial Intelligence (AI). Aber wie funktioniert das alles eigentlich?

Was ist künstliche Intelligenz

Bei der Frage danach, was künstliche Intelligenz genau ist, wird es für den ein oder anderen evtl. doch etwas abenteuerlich. Tatsächlich hört sich die Erklärung ziemlich nach Science-Fiction an. Als AI bezeichnen wir nämlich Maschinen, welche kognitive menschliche Fähigkeiten besitzen bzw. diese nachahmen. Dabei stehen vor allem folgende Bereiche im Vordergrund:

  • Das Lernen aufgrund von gesammelten Erfahrungswerten
  • Die Kreativität
  • Die Wahrnehmungen des eigenen Umfelds

KI ist also ein vom Menschen geschaffener Computer, der denken, lernen und sich kreativ entfalten kann, und zwar auf eine ähnliche oder gar gleiche Art und Weise, wie wir Menschen es tun. Diese Computer können anschließend Maschinen wie etwa Robotern oder Fahrzeugen Befehle erteilen und diese so steuern.

Welche Arten von künstlicher Intelligenz es gibt

Künstliche Intelligenz ist zweifellos ein Thema, dem die Zukunft gehört. In Deutschland scheint die Bedeutung des Bereichs AI allerdings noch nicht jedem klar geworden zu sein. So hat die Bundeswehr etwa die Fördergelder zur Forschung an der KI soweit gekürzt, dass man diese schon fast als aufgegeben bezeichnen kann.

Andernorts geht man hingegen einen völlig anderen Weg. So haben Wissenschaftler und Forscher die künstliche Intelligenz in drei wesentliche Arten oder Typen unterteilt und diese lauten wie folgt:

  • Schwache KI (engl.: Narrow AI)
  • Starke KI (engl.: Artificial general Intelligence)
  • Fortgeschrittene KI

1. Die schwache KI

Schwache künstliche Intelligenz hört sich evtl. etwas untertrieben an, denn schwach ist diese KI-Form nun wirklich nicht. Momentan ist sie sogar die am häufigsten angewandte und am meisten erforschte KI-Version. Die schwache KI kann bereits selbständig „denken“ und Problemlösungen selbständig, d.h. ohne menschliche Eingriffe finden. Besonders häufig findet man sie in sprachgesteuerten Geräten wie etwa Apples Siri, Amazons Alexa oder watson von IBM. Aber auch im medizinischen Bereich wird die schwache KI bereits erfolgreich eingesetzt. Sie analysiert etwa Röntgenbilder oder MRT-Aufnahmen und kann anhand dieser Bilder sogar bereits Diagnosen stellen.

2. Die starke KI

Als starke KI bezeichnet man eine künstliche Intelligenz, welche dem Menschen am nächsten kommt oder die Leistungsfähigkeit seines Gehirns bereits übertrifft. Sie entwickelt gar menschliche Eigenschaften wie Selbstbewusstsein, kann Probleme eigenständig lösen, dazu lernen und Zukunftsplanungen entwickeln. Starke KI trifft seine Entscheidungen selbst und passt zukünftige Entscheidungen an die Resultate von vorangegangenen an. Sie sorgt dafür, dass Autos selbst fahren und Drohnen selbst fliegen können. Starke künstliche Intelligenz hat sogar bereits bei hoch komplexen Spielen wie Schach menschliche Profispieler geschlagen.

3. Die fortgeschrittene KI

Wenn wir von fortgeschrittener KI sprechen, dann haben wir es mit einer völlig unabhängigen Form der künstlichen Intelligenz zu tun. Sie funktioniert autonom, ohne dass der Mensch eingreifen muss. Dazu kommt, dass sie selbständig lernt und so einen eigenen Erfahrungsschatz aufbaut. Sie ist jedoch auch die KI der Zukunft, was bedeutet, dass sie noch nicht ausgereift ist oder gar eingesetzt wird. Am Beispiel des autonom fahrenden Autos sehen wir, dass selbst bei starker KI noch zahlreiche technische Hindernisse existieren, welche der Serienreife im Weg stehen.

Die künstliche Intelligenz basiert auf drei Säulen

Wenn man verstehen will, wie Computer selbständig Entscheidungen treffen und dazulernen, dann muss man verstehen, wie künstliche Intelligenz dazulernt. Ihre Entscheidungen trifft sie nämlich genau wie wir Menschen, basierend auf Erfahrungswerten. Bei uns spricht man hier umgangssprachlich von Lebenserfahrung. Ein banales Beispiel ist etwa die heiße Herdplatte, welche man bekanntlich nur einmal im Leben berührt. Die KI macht diese Erfahrungen natürlich nur in der Theorie, der Lerneffekt ist jedoch der gleiche. Computer lernen auf eine der folgenden drei Arten.

Säule 1: Algorithmen

Algorithmen sind so etwas wie die kleinen Helfer der KI. Sie können nicht selbständig Entscheidungen treffen, sondern folgen einem bestimmten vorgegebenen Muster. Dabei haben Algorithmen auch keinerlei „Ermessensspielraum“. Diese Muster sind nämlich ganz genau ähnlich wie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung aufgebaut und diesen Schritten folgt ein Algorithmus. Eine KI kann mitunter auch mehrere Algorithmen besitzen, etwa um bei der Problemlösung mehrere Wege gleichzeitig nach einem Lösungsansatz zu untersuchen.

Säule 2: Maschinelles Lernen

Das maschinelle Lernen ist eine Art verbesserter Algorithmus. Es macht sozusagen den ersten Schritt der KI aus. Die Forschung an ihr ist bereits in vollem Gange, weshalb auch die Bundesregierung in der KI die größten Chancen für die Zukunft Deutschlands sieht. Beim maschinellen Lernen ist die KI zwar fähig zu lernen, sprich sich einen Erfahrungsschatz aufzubauen, kann dies jedoch nur stark eingeschränkt selbst. Der Mensch steuert hier weitestgehend, was erlernt wird und gibt auch die Informationen vor, welche zum Aufbau des Erfahrungsschatzes genutzt werden.

Säule 3: Deep Learning

Streng genommen ist Deep Learning ein Teil des maschinellen Lernens. Heute wird es jedoch als eigene Form einer KI betrachtet. Die Bezeichnung „Deep“ wurde aufgrund des aus drei Schichten bestehenden neuronalen Netzes gewählt. Maschinelles Lernen unterscheidet sich dahingehend von Deep Learning, dass bei Letzterem vom Menschen keinerlei Informationen ein- oder vorgegeben werden. Diese KI bringt sich buchstäblich selbst bei, immer besser zu werden. Bzw. eine Aufgabe immer genauer und schneller zu lösen.

Die KI ist zweifellos auf dem Vormarsch, insbesondere auf einigen bestimmten Anwendungsgebieten

Kühne Optimisten sagen voraus, dass die KI schon bald zahlreiche Berufsfelder eliminieren wird. Autoren, Übersetzer oder Sachbearbeiter im Kundendienst würde es schon bald nicht mehr geben, weil man sie schlicht nicht mehr benötigen würde. Tatsächlich wird KI bereits in einigen Gebieten mit Erfolg angewandt. Dazu gehört etwa der medizinische Bereich, im Kundendienst oder in der Spracherkennung bzw. Bedienung. Serienreif ist sie jedoch noch lange nicht, wie man an den bereits seit Jahren andauernden Experimenten von autonom fahrenden Fahrzeugen erkennen kann.

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