Künstliche Intelligenz - IQ

Künstliche Intelligenzen, sie unterstützen uns bereits in vielen Lebenslagen. In der Medizin und Altenpflege, oder aber in Videospielen, die uns kognitiv herausfordern sollen. Immer öfter stellt sie ihr Potential unter Beweis, aber wo liegen die Grenzen?

Über das, was künstliche Intelligenzen heutzutage tatsächlich schon leisten können, und über das was für sie wohl immer unnerreichbar bleiben wird, sprechen wir in dieser Ausgabe von "IQ Campusscience".

Die neue Wunderwaffe in der künstlichen Intelligenzforschung sind die neuronalen Netzwerke.

Künstliche neuronale Netzwerke sind Computerprogramme, die echte neuronale Netzwerke, wie sie etwa im menschlichen Gehirn vorkommen, simulieren, erklärt Dr. Christoph Schmidt vom Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme.

 „Ein künstliches neuronales Netz ist eigentlich ein Abbild von einem echten neuronalen Netz, also von einem biologischen neuronalen Netz. Die Ausgangslage sind die Neuronen, also das Nervensystem von Tieren und Menschen. Im künstlichen Neuronalen Netz wird davon abstrahiert, wir bilden also ein mathematisches Modell, und dieses Modell können wir im Computer abspeichern und simulieren.“

 Damit hebt man künstliche Intelligenz auf ein Niveau, das unserem Verständnis von Intelligenz näher kommt, als alles, was es bisher gab.

 Und was viel entscheidender ist: Ein Ende der Möglichkeiten, die neuronale Netzwerke bieten, ist kaum zu erkennen, sagt Professor Christian Bauckhage, der ebenfalls am Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme arbeitet.

 „Was wir in den letzten fünf bis acht Jahren gesehen haben, stellt alles in den Schatten, was in den fünfzig Jahren davor passiert ist. Wir haben absolute Durchbrüche im Bereich der künstlichen Intelligenz. The sky is the limit.“

 Künstliche Neuronale Netzwerke können selbst lernen. Mithilfe von Trainingsdaten, die man dem System füttert, erkennt ein künstliches neuronales Netzwerk Muster. Zeigt man einem neuronalen Netzwerk zehntausend Bilder von Hunden und Katzen, und sagt ihm, welche Bilder Hunde, und welche Katzen zeigen, lernt das Netzwerk, worauf es achten muss, um Hunde von Katzen zu unterscheiden. Bringt man einem neuronalen Netzwerk die Regeln von Schach bei, und lässt es dann tausendfach gegen sich selbst spielen, lernt es, welche Züge und Strategien zum Erfolg führen. Und wenn man einer solchen künstlichen Intelligenz Musik von Mozart vorspielt, erkennt sie, welche Tonfolgen, Harmonien und Rhythmen dafür sorgen, dass ein Stück wie Mozart klingt. Die Anwendungen von neuronalen Netzwerken sind damit quasi unbegrenzt.

 Auch in der Medizin können neuronale Netzwerke eingesetzt werden, erklärt Dr. Jakob Kather vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg.

 „Ein Beispiel, das in der Medizin auch sehr relevant ist, ist die Bilderkennung, da man bei vielen Erkrankungen viele bildgebende Untersuchungen macht. Bei denen macht man sehr viele verschiedene Bilder.

 Eine häufige Fragestellung ist zum Beispiel, ob ein Tumor in einem Organ vorhanden ist, oder nicht. Genau bei dieser Aufgabe können neuronale Netzwerke helfen.“

 Anfang des Jahres sorgte eine Studie im Journal Nature für Aufsehen, bei der trainierte Bilderkennungsprogramme gutartige Leberflecke genauso gut von bösartigem Hautkrebs unterscheiden konnten wie erfahrene Dermatologen.

 In die Trainingsdaten gehen Informationen ein, die man durch aufwendigere Diagnoseverfahren gewonnen hat, also auch im Labor und unter dem Mikroskop untersuchte Hautproben. Das neuronale Netzwerk lernt, die Eigenschaften zu erkennen, an denen man gesunde Haut von kranker Haut unterscheiden kann. Im Duell Arzt gegen Computer stehen dann beiden nur Bilder zur Verfügung.
Füttert man die Netzwerke mit extrem vielen Daten, ist es denkbar, dass Computersysteme Krankheiten sogar zuverlässiger erkennen, als der Mensch. Bei Augenkrankheiten wie dem grauen Star ist das schon jetzt der Fall. Noch reichen die Fähigkeiten der künstlichen Intelligenz aber nicht aus, die aufwendige Diagnose mit vielen verschiedenen Methoden zu ersetzen.

Stattdessen können Computer die menschlichen Ärzte aber unterstützen, um zum Beispiel in der Flut an Daten die irrelevanten Daten auszusortieren, und so eine Vorauswahl zu treffen.

 Dass es irgendwann einmal möglich sein wird, eine Diagnose allein mit künstlicher Intelligenz zu stellen, schließt Dr. Jakob Kather nicht aus:

  „Es gibt Leute, die sagen: Wenn wir nur genügend Information haben, also Leute in Ganzkörper-MRT-Scanner schieben, zusätzlich noch das komplette Genom sequenzieren, viele Bluttests machen, und viele weitere Untersuchungen machen, wenn wir also nur genügend Daten anhäufen, und dann eine extrem mächtige künstliche Intelligenz trainieren, dann können wir alle Krankheiten früh erkennen.“

 Im Moment gibt es allerdings kaum in der Praxis genutzte Anwendungen von künstlicher Intelligenz in der Medizin. Die Maschinen sind zum einen noch nicht genau genug, zum anderen möchten Menschen lieber von anderen Menschen, anstatt von Computern diagnostiziert werden.

 Dr. Jakob Kather sagt dazu:

„Ganz klar, das ist ein Hindernis für die Akzeptanz von solchen Systemen, und es ist natürlich auch ein extrem großes rechtliches Hindernis und zwar zurecht.

Eine Diagnose wie zum Beispiel eine Krebsdiagnose hat so schwerwiegende Folgen für das Leben eines Menschen, dass wir das mit der allerhöchsten Genauigkeit machen müssen. Und die bietet im Moment eben doch noch der Mensch.

Das Potential auch in der Medizin hilfreich zu sein, haben künstliche Intelligenzen aber auf jeden Fall schon jetzt.

 

Kaum irgendwo ist die Anwendung künstliche Intelligenz interaktiver als in Computerspielen. Es geht um die Frage, ob der künstliche Verstand den menschlichen besiegen kann. Die Arten künstlicher Intelligenz unterscheiden sich von Spiel zu Spiel enorm. In Videospielen steht vor allem der Spaß im Mittelpunkt. Die KI soll fordern aber nicht zu sehr, soll zum Beispiel Gegner möglichst realistisch darstellen, aber nicht unschlagbar sein. Künstliche Intelligenzen in Schach- oder Go- Computern haben dagegen ein anderes Ziel: Sie sollen gut sein. Und verglichen mit dem Menschen sind sie das inzwischen.

"Wenn ich zum Beispiel an Pacman denke, ist es

ohne Probleme möglich, einen Algorithmus zu schreiben, bei dem die Geister den menschlichen Spieler innerhalb von zehn Sekunden sicher umbringen,"

sagt Mike Preuss, Wirtschaftsinformatiker an der Uni Münster. Zum Thema KI in Videospielen hat er schon mehrere Publikationen veröffentlicht.

Bereits in den Neunzigerjahren hat ein Computer eben auch den Weltmeister im Schach geschlagen. Mittlerweile können die Menschen auch im Go, dem komplexesten Brettspiel der Welt, nicht mehr mithalten. Das liegt daran, dass die Computer nicht nur von Programmierern lernen, sondern auch von nachsimulierten Partien der besten Spieler, und von Spielen gegen sich selbst.

"Mustererkennung ist genau das, was Alpha Go auch groß gemacht hat."

Allerdings sind sie dabei immer sehr unflexibel. Eine im Go erfolgreiche KI sei im Schach komplett aufgeschmissen, so Mike Preuss.

Doch es gibt Bestreungen, sie in vielleicht gar nicht mehr ganz so ferner Zukunft mehr zu Allroundern zu machen. Diese Projekte stehen allerdings noch in den Kinderschuhen.

 

Ob Programme, die in der Lage sind, mathematische Beweise zu führen oder Roboter in Fabriken, die ohne menschliches Beisein Produkte erschaffen: Künstliche Intelligenzen nehmen uns schon jetzt viele Aufgaben im Alltag ab.

Zukünftig sollen sie aber nicht nur menschliche Aufgaben übernehmen, sie sollen immer mehr zum Menschen werden. Heftig diskutiert wird dabei die Frage, ob irgendwann künstliche Intelligenzen entwickelt werden, die empathisch und selbst reflektiert handeln können.

Gegenübergestellt wird die künstliche dabei immer der “menschlichen Intelligenz”.

Joachim Funke, Professor für Allgemeine und Theoretische Psychologie an der Universität Heidelberg, erklärt, warum es so schwierig ist, Maschinen “menschliche Intelligenz” zu verleihen. 

 „Menschen und Maschinen unterscheiden sich dann doch sehr fundamental, weil Menschen fundamentale Eigenschaften haben.

Sie können fühlen im Sinne von empfinden, dass ich Mitleid gegenüber einer anderen Person verspüre. Das ist eine genuin menschliche Eigenschaft, das werden Maschinen nicht können.“

Laut Professor Funke ist “menschliche Intelligenz” die Fähigkeit, sich an die Umwelt anzupassen. Und umgekehrt die Welt so zu verändern, dass sie an die eigenen Bedürfnisse angepasst wird. Dabei spielt die Interaktion mit anderen Mitmenschen eine bedeutende Rolle. Diese Fähigkeiten können Roboter nicht leisten.

Anders sieht es im Bereich Kreativität aus:

"Wir haben heute schon viele Bereichen, wo Maschinen in ganz bestimmten Domänen kreative Vorschläge unterbreiten, die dann von Menschen nochmal bewertet werden. Ich glaube, dass künstliche Intelligenz viele Teilfunktionen menschlicher Intelligenz nachbilden kann. Aber was die menschliche Intelligenz ausmacht, ist ja gerade die Koordination dieser verschiedenen Teile.“

Letztendlich sind Maschinen doch vom Menschen programmierte Programme.

Sie helfen uns und erleichtern den Alltag ungemein. Deswegen kommt zunehmend die Diskussion auf, ob wir nicht einen Schritt weiter gehen sollen. Diskutiert wird beispielsweise, ob sie zukünftig in Pflegeheimen zum Einsatz kommen sollten.

Professor Funke ist bei dieser Frage geteilter Meinung:

 "Ich glaube, dass Pflegeroboter ihren Platz im Altenheim haben, überall dort, wo man die jetzt völlig überlasteten Pflegekräfte entlasten kann durch Routinetätigkeiten wie Wasser verteilen, Medikamente verteilen oder Ähnliches mehr.

Da wo es um menschliche Wärme, um menschliche Nähe geht, finde ich es außerordentlich schwierig, wenn wir Pflegeroboter dafür missbrauchen.“

Vor allem weil man herausgefunden hat, dass ältere Menschen schon jetzt Gefühle auf Maschinen projizieren können. Da hinter einem Roboter jedoch kein realer Mensch steht ist auch keine reale Liebe, keine reale Beziehung möglich. Maschinen können kein Menschenersatz sein, es gibt also durchaus ethische Bedenken. Ich persönlich möchte jedenfalls nicht, dass meine Oma ihre letzten Tage mit jemandem verbringt, der überhaupt nicht begreifen kann was es heißt, am Leben zu sein.

Die Industrie kommt heutzutage nicht mehr um die Künstliche Intelligenz herum. Nicht von ungefähr kommt das wachsende Interesse an Messen wie der CeBit in Hannover, auf die viele Konzerne ein interessiertes Auge werfen. IQ Reporter Gerrit Bruns war nicht nur selbst dort, sondern hat auch hier in Münster und Umgebung mit Experten gefachsimpelt.

Was gibt´s Neues aus der Welt der Wissenschaft?

Zum Beispiel Spinnen, die den Sprechenden Hut tragen, verrücktes Wetter im Weltall und die ersten erfolgreichen Züchtungen menschlicher Blutstammzellen. Unser zweiwöchentliches Update bringt euch einmal mehr auf den neusten Stand.


TEILEN: