Technische Innovation

Künstliche Intelligenz: Wie lernende Maschinen unser Leben verändern

Die Anzahl möglicher Spielstellungen des über 2.500 Jahre alten chinesischen Brettspiels Go übertrifft nach heutigem Kenntnisstand bei Weitem die Menge von Atomen im Universum. Aufgrund dieser Komplexität waren Computer gegen das intuitive Spielverhalten menschlicher Kontrahenten lange Zeit chancenlos. Doch vor Kurzem wurde bekanntgegeben, dass die künstliche Intelligenz (KI) AlphaGo von Google im Oktober 2015 den amtierenden Go-Europameister Fan Hui in allen fünf Runden eines nicht öffentlich ausgetragenen Spiels besiegt hat. Dies ist ein weiterer Schritt in einem Prozess, der Stephen Hawking und Elon Musk zu Warnungen veranlasste, und der schon dieses Jahr für den Einzug von KI-getriebenen Robotern in den Alltag sorgen wird.

Mit immer leistungsfähigeren Rechnern hat der Mensch sich Antagonisten geschaffen, die ihn nach und nach im Damespiel, im Schach und sogar in der Quizsendung Jeopardy geschlagen haben. In den ersten beiden Fällen war dazu nicht einmal eine KI notwendig. Der Sieg des IBM-Computers Deep Blue gegen den Schach-Weltmeister Garri Kasparow im Jahr 1997 zog allerdings nicht nur großes Medieninteresse, sondern auch Kritik nach sich. Denn die Entwickler mussten Deep Blue während des Spiels helfen, weil er ohne KI nicht über die Möglichkeit des maschinellen Lernens verfügte. Diese ist aber für eine Partie Go unverzichtbar, denn das Spiel erlaubt trotz einfacher Regeln wesentlich mehr Stellungsmöglichkeiten als Schach. Rund ein Googol mehr, um genau zu sein. Das ist die englische Bezeichnung für eine Zahl mit 100 Nullen und zugleich Namensgeber des bekannten Konzerns, zu dem der AlphaGo-Entwickler DeepMind seit 2014 gehört. Wegen dieser Komplexität ist Go perfekt geeignet, um die Leistungsfähigkeit einer KI zu testen.

Selbstständiges Lernen durch künstliche neuronale Netzwerke

Hawking und Musk warnen vor dem Ende der Menschheit

Während traditionelle KI-Methoden alle Zugmöglichkeiten eines Spiels mittels eines Suchbaums vorausberechnen, ist das bei Go aufgrund der großen Menge ausgeschlossen. Deshalb entwickelten die DeepMind-Forscher diese Methode weiter und verbanden sie zudem mit einem künstlichen neuronalen Netzwerk. Bei Letzterem handelt es sich um eine Kombination aus Hard- und Software, die nach dem Vorbild eines menschlichen Gehirns konstruiert ist und Millionen neuronenartiger Verbindungen enthält, die das Wissen aus unterschiedlichen Datenbanken permanent selbstständig neu verknüpfen. Um den Lernprozess noch weiter zu steigern, setzten die Forscher die Technik des bestärkenden Lernens ein. Dabei wird das bereits gut trainierte Netzwerk kopiert, um in tausenden Spielen gegen sich selbst anzutreten und dabei zu analysieren, welcher Zug den größten Erfolg bringt. Auf diese Weise justiert das Netzwerk mittels Trial-and-Error-Methode seine eigenen Neuronenverknüpfungen neu und lernt selbstständig dazu. „Ich weiß, dass AlphaGo ein Computer ist. Wäre mir das aber nicht gesagt worden, hätte ich ihn vielleicht für einen zwar etwas seltsamen, doch sehr starken Spieler und für eine echte Person gehalten“, erklärt der besiegte Hui.

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Dass künstliche Intelligenzen durch ihre wachsenden Fähigkeiten immer menschenähnlicher werden, hat den berühmten britischen Physiker Stephen Hawking bereits Ende 2014 zu einer Warnung veranlasst. Im Alltag seien Systeme, die mit einer rudimentären Form der KI ausgestattet sind, zwar sehr nützlich. Die stetige Weiterentwicklung der Technik könne aber das Ende der Menschheit einleiten. „Da der Mensch durch langsame biologische Evolution beschränkt ist, könnte er nicht konkurrieren und würde verdrängt werden“, sagte Hawking. Ähnliche Sorgen äußerte kurz zuvor auch der amerikanische Unternehmer und Erfinder Elon Musk. Auf einem MIT-Symposium bezeichnete er die KI als „größte existenzielle Bedrohung“ für die Menschheit. Um nicht einen Dämon zu entfesseln, der sich nicht mehr kontrollieren lasse, halte er eine Kontrollinstanz auf nationaler oder internationaler Ebene für sinnvoll.

Technische Singulatität könnte überraschend eintreten

KI steckt trotz Erfolgen immer noch in den Kinderschuhen

Einerseits wurde der prognostizierte Zeitpunkt der technischen Singularität, also des Entstehens einer sich selbst verbessernden und nicht mehr zu kontrollierenden Superintelligenz, mehrfach in die Zukunft verschoben. Andererseits hielt es schon einer der Väter dieses Theoriezweigs für wahrscheinlich, dass der Eintrittsmoment sogar die an der Entwicklung der KI Beteiligten überraschen könnte. Populäre Filme von Terminator bis Matrix spielen das Szenario der von Maschinen versklavten Menschheit durch und sind vielleicht ein Grund für die diffusen Ängste gegenüber der künstlichen Intelligenz. Informatik-Professor Yoshua Bengio, Leiter einer der führenden Forschungsgruppen auf dem Gebiet des Deep Learning, ist jedenfalls der Meinung, dass Musk, Hawking und Medienvertreter den KI-Fortschritt stark überbewerten.

Auch Unternehmen, die auf diesem Gebiet forschen, bauschten ihre Erfolge zu Werbezwecken gerne auf. In Wahrheit verbesserten sich die Maschinen nur sehr langsam, und das auch nur innerhalb eines abgegrenzten Anwendungsgebiets. Sie seien beispielsweise noch weit davon entfernt, Sprache zu verstehen. Im Fachbereich des autonomen Fahrens müssten Menschen noch große Mengen an Fotos mit Begriffen versehen, damit die Maschinen grundlegende Unterschiede zwischen Straßen und Fußgängern verstünden. „Ich habe mal gedacht, dass wir unser Forschungsfeld eigentlich nicht künstliche Intelligenz, sondern künstliche Dummheit nennen sollten. Im Ernst, unsere Maschinen sind dumm und wir versuchen lediglich, sie etwas weniger dumm zu machen“, so Bengio.

Roboter als Konkurrenz auf dem Arbeitsmarkt

Technik soll große Probleme der Gesellschaft lösen

Allerdings stimmt er mit Hawking in der Sorge überein, dass Roboter mit künstlicher Intelligenz bald immer mehr Menschen vom Arbeitsmarkt verdrängen könnten. Damit verstärkt sich eine Entwicklung, die bereits mit KI-losen Automatisierungsmaßnahmen einsetzte. In Japan beispielsweise bereitet ein Roboterduo schon seit Jahren Nudelsuppe für Restaurantkunden zu. In Fabriken arbeiten mittlerweile Millionen von Montageautomaten entweder mit Menschen zusammen oder sogar selbstständig. Da auch in anderen Bereichen der Einsatz von Robotern vor allem durch stärkere Verwendung von KI zunehmen wird, beschäftigten sich im Januar 2016 die Teilnehmer des 46. Jahrestreffens des Weltwirtschaftsforums in Davos mit dem Thema „Die vierte industrielle Revolution“.

Einer in diesem Rahmen vorgetragenen Analyse zufolge könnten bis 2020 knapp fünf Millionen Arbeitsplätze in den 15 wichtigsten Volkswirtschaften durch Automatisierung verlorengehen. Auch im Finanzwesen hält die Beratung beziehungsweise Analyse durch KI Einzug. McKinsey-Analysten schätzen, dass Roboter und automatische Software bis 2025 die Arbeitsplätze von 140 Millionen Fachkräften übernehmen könnten. Neben diesen düsteren Prognosen bietet die Technik jedoch auch Lösungen für große Probleme – zum Beispiel dafür, dass aufgrund der Überalterung westlicher Gesellschaften Pflegekräfte fehlen.

Pflege und Haushaltshilfe durch Roboter

Alltagspräsenz führt zu emotionalen Bindungen

So sollen in Japan bis zum Ende dieses Jahrzehnts rund eine Million Pflegeroboter im Einsatz sein. Auch im Service und in privaten Haushalten werden die maschinellen Helfer bald zum Alltag gehören. Während automatische Staubsauger und Rasenmäher wie Roomba und Robomow als Maschinen erkennbar sind, müssen jene Roboter, die direkt mit Menschen im Austausch stehen, anthropomorphe Züge haben und mittels Sprache kommunizieren können, um von ihren Besitzern akzeptiert zu werden. Mit dem in Frankreich entwickelten Roboter Buddy kommt deshalb Mitte dieses Jahres ein KI-gesteuerter Helfer und Haustierersatz auf den Markt, der auf sein Gegenüber mit Sprache und Mimik reagieren kann. Letztere wird von einem Bildschirm erzeugt, auf dem ein Gesicht mit großen Augen im Manga-Stil zu sehen ist.

Dieses Kindchenschema sorgt auch beim humanoiden Roboter Pepper für schnellere Akzeptanz bei Menschen. Wie Buddy kann er Mimik analysieren und darauf reagieren. Vorerst soll er in Verkaufsräumen zum Einsatz kommen, langfristig ist eine Verwendung als persönlicher Gefährte geplant. Wenn Menschen künftig sowohl beim Einkaufen als auch zu Hause von Robotern umgeben sind, die mit Mimik, Gestik und Stimme reagieren, bauen sie wohl früher oder später emotionale Beziehungen zu den Maschinen auf. Der ständige Umgang und die technischen Weiterentwicklungen dürften dazu führen, dass KI mehr hinzulernt und dadurch immer menschenähnlicher wird. Raymond Kurzweil, Zukunftsforscher und Leiter der technischen Entwicklung bei Google, prognostiziert, dass bereits im Jahr 2029 menschliches Intelligenz-Niveau erreicht wird.

Das Jahr 2016 steht im Zeichen der KI

Im März tritt AlphaGo gegen einen der Weltbesten an

Doch auch dieses Jahr steht schon im Zeichen der künstlichen Intelligenz: Mark Zuckerberg hat angekündigt, 2016 ein KI-System zu konstruieren, das ihm zu Hause und bei der Arbeit helfen kann. Unternehmen wie Facebook, Google oder auch die Firmen von Elon Musk konkurrieren schon lange um die besten KI-Forscher und investieren Millionensummen in den Forschungsbereich. Nick Bostrom, Philosoph an der Universität von Oxford und Leiter des dortigen Future of Humanity Instituts, hat in seinem Buch „Superintelligenz“ davor gewarnt, dass im Wettbewerb um die beste KI Sicherheitsaspekte vernachlässigt werden könnten. So bestehe die Möglichkeit, dass nicht ein Land, sondern ein einzelnes Unternehmen im Geheimen eine Superintelligenz schaffe. Zudem gebe es Hinweise darauf, dass die Technik des bestärkenden Lernens zu Situationen führen könnte, in denen sich Maschinen dem Ausschalten verweigern. Ohnehin ist bis heute unklar, was menschliches Bewusstsein ausmacht und wie es im Gehirn entsteht. Manche Forscher sind der Meinung, das auch gar nicht wissen zu müssen, sondern es während der Arbeit an der KI herausfinden zu können.

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Laut Bengio sind diese Überlegungen aber erst in ferner Zukunft relevant. Momentan geht es noch um die Fähigkeiten von AlphaGo. Denn dessen Technik dient als Wegmarke für die Entwicklung noch besserer KI, die auch in Smartphones und anderen Dingen des Alltags Verwendung finden wird. Im März dieses Jahres muss der Go-Computer seine Fähigkeiten unter verschärften Bedingungen beweisen. Denn dann wird er gegen einen der weltbesten Spieler antreten und Experten räumen dem Südkoreaner Lee Sedol gute Chancen ein, die Maschine zu schlagen. „Menschen haben naturgemäß eine Menge Tricks in der Hinterhand, gegen die kein Training hilft“, sagt David Silver aus dem AlphaGo-Entwicklerteam.

 

Cover-Foto & Bild 3: Aldebaran – Pepper
Gif : Google
Bild 1: Flickr – Global Panorama ( CC BY-SA 2.0)
Bild 2: Blue Frog robotics – Buddy

 

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