AI robot touching screen

Neueste Fortschritte bei der Rechenleistung haben die Entwicklung von KI-Technologien beschleunigt

18.04.2018 Fachinformation 589 0

Die KI hört Ihnen zu

Neueste Fortschritte in der Spracherkennung bringen KI-Technologien nach Hause.

IEC-Logo

Von Natalie Mouyal

Künstliche Intelligenz (KI) war eines der großen Schlagworte bei der CES 2018. Von Haushaltsgeräten über Roboter und selbstfahrende Autos – die KI kann uns bei unseren Alltagsaktivitäten unterstützen. Während das Interesse an intelligenten Maschinen bis in die griechische Mythologie zurückverfolgt werden kann, ermöglichen uns nun die neuesten Fortschritte bei der Rechenleistung die Sammlung großer Datenmengen und deren Verarbeitung durch Algorithmen, so dass die Entwicklung von KI-Technologien deutlich beschleunigt werden konnte.

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KI-Technologien funktionieren nach IEC-Normen

Der Begriff „Künstliche Intelligenz“ bezieht sich im allgemeinen Verständnis auf eine Maschine, die kognitive Funktionen nachbilden kann, wie zum Beispiel Lernen oder Problemlösungen finden. Es ist ein breitgefasstes Konzept, das Ideen von Frankenstein-artigen Robotern bis hin zu Sprachassistenten für Smartphones oder andere Geräte umfasst.

Das Gemeinsame Technische Komitee von IEC und ISO zum Thema Informationstechnologie (ISO/IEC JTC 1) einschließlich einiger Unterkomitees (SCs) erarbeiten internationale Normen, die ihren Beitrag zur künstlichen Intelligenz leisten. Angesichts der rasanten Entwicklungen der KI innerhalb vieler Branchen wurde 2017 ein neues SC für Künstliche Intelligenz gegründet, das ISO/IEC JTC 1/SC 42, um im Bereich der KI für Standardisierung zu sorgen und andere Komitees zu leiten, die KI-Applikationen entwickeln.

Die KI stützt sich auf das Sammeln, die Analyse und das Teilen großer Datenmengen, die sowohl zwischen Applikationen als auch mit externen Dienstleistern ausgetauscht werden. Dies ermöglicht es einem Gerät mit Assistenzfunktion, den Ofen anzuschalten, oder einem Hersteller, die Sicherheitsvorrichtungen seiner Autos zu verbessern. Das ISO/IEC JTC 1/SC 41 entwickelt internationale Normen für das Internet der Dinge (IdD), um Konnektivität zu ermöglichen, während sich das ISO/IEC JTC 1/SC 38 mit der Standardisierung von Cloud-Computing für die Speicherung und den Abruf von Daten befasst.

Des Weiteren sind KI-Technologien auf IEC-Normen für Hardwarekomponenten gestützt, wie beispielsweise Touchscreens (IEC TC 110) oder Audio-, Video- und Multimedia-Systeme und -Ausstattung (IEC TC 100).

Die neuesten KI-Technologien bei der CES

Bei der diesjährigen CES waren Geräte mit Assistenzfunktion, die Spracherkennung nutzen, allgegenwärtig. Verbesserte Spracherkennungsfunktionalität sowie die Integration in Haushaltsgeräte ermöglichen es nun, Ihren Kühlschrank nach Rezepten zu fragen und Lebensmittel online zu bestellen, oder das Fernsehgerät auf Befehl den Kanal wechseln zu lassen.

Immer mehr Automobilhersteller integrieren Spracherkennung in ihre Modelle. Sprachbefehle können gegeben werden, um die Innentemperatur anzupassen oder ein bestimmtes Lied abzuspielen. Bei einem Modell passt sich das Auto den Vorlieben der Passagiere an, indem es beispielsweise zum Abendessen den Weg zu einem Lieblingsrestaurant vorschlägt. Diese Applikationen beruhen auf der Arbeit des ISO/IEC JTC 1/SC37, welches internationale Normen für biometrische Basistechnologien, inklusive Spracherkennung, erarbeitet. Weiterhin wird im technischen Gebiet „Technical Area (TA) 16“ des TC 100 (IEC TC 100/TA 16) der Bereich der Spracherkennung in Bezug auf Active Assisted Living (AAL), also technikunterstütztes Wohnen, bearbeitet.

Auf der CES wurde auch die neueste KI-Technologie präsentiert, die selbstfahrenden Autos hilft, ihre Umgebung besser zu verstehen und entsprechend zu reagieren. Intelligente Sensoren sind ein wesentlicher Bestandteil zur Sammlung der notwendigen Daten, die es den Fahrzeugen ermöglichen, ihre Fahrweise entsprechend gewisser Faktoren anzupassen, wie zum Beispiel der Umgebung, der Fahrbedingungen oder naher Fahrzeuge. Andere Funktionen der Intelligenten Sensoren, wie beispielsweise die Spurhaltung, Tote-Winkel-Überwachung und automatische Bremssysteme sind bereits in Nutzung.

Diese Technologien werden durch die Arbeit des IEC TC 47 unterstützt, welches internationale Normen für den Enwurf und die Nutzung von Halbleitergeräten, inklusive Sensoren, entwickelt. Das IEC SC 47F befasst sich insbesondere mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) für Automobilanwendungen, während das IEC SC 47E internationale Normen für Sensoren erarbeitet, die für Bildgebung, Bewegung und Abstandserkennung genutzt werden.

Mit anderen Technologien, die in autonomen Fahrzeugen verwendet werden, wird sich ebenfalls in der IEC befasst. Die TCs standardisieren Technologien wie Armaturenbrett-Touchscreens (IEC TC 110), Cloud Computing (ISO/IEC JTC 1/SC 38) für die Verarbeitung, Analyse und Speicherung von Daten, und Nahfeldkommunikation (ISO/IEC JTC 1/SC 6). Die Arbeit des IEC TC 100/TA 17 umfasst die Bereiche der Multimediasysteme und -ausstattung für Autos und führte kürzlich zu der Veröffentlichung der Technischen Norm IEC TS 63033, welche es Fahrern ermöglicht, Hindernisse anhand eines intelligenten Monitors mit vollständigem Rundumblick zu erkennen.

Der Markt für KI-Technologien, die in Autos genutzt werden, ist auf dem Weg zu rasantem Wachstum. Analysten der Forschungsgesellschaft IHS zufolge wird eine Steigerung der Einheitslieferungen von KI-Systemen von sieben Millionen Einheiten im Jahr 2015 auf 122 Millionen im Jahr 2025 erwartet.

KI muss zuverlässig und sicher sein

Während die Einführung neuer KI-Technologien viel Spannung erzeugte, lässt sie auch die Bedenken im Hinblick auf Datensicherheit und -schutz wachsen.

Die Allgegenwart verbundener Geräte, die miteinander kommunizieren können, erhöht die Anzahl von Gateways, die potenzielle Systembrüche ermöglichen, sowohl zu Hause als auch in einer Fabrik oder einem Auto. Cyber-Angriffe können katastrophale Folgen haben, wie die Lahmlegung der Produktion in einer Firma oder das Ausrauben eines Zuhauses.

Der Datenschutz gewinnt zunehmend an Bedeutung, da verbundene Geräte jeden Tag große Informationsmengen über ihre Nutzer sammeln. In einem Haushalt können die Geräte Lieblingslieder und -fernsehsendungen speichern, aber auch die Zeiten, zu denen niemand zu Hause ist. Dies bringt beachtliche Bedenken bezüglich des Datenschutzes auf, die gelöst werden müssen.

Internationale Normen sind wesentliche Instrumente im Kampf, um Informationssicherheit zu bieten und Daten gegen Cyber-Angriffe zu schützen. Das ISO/IEC JTC 1/SC 27 für IT-Sicherheitstechniken hat die ISO/IEC 27000-Reihe internationaler Normen für Informationssicherheitsmanagementsysteme (ISMS) entwickelt, um Organisationen zu ermöglichen, ihre Datenbestände zu schützen. Weiterhin hat die IEC industriespezifische Normen erarbeitet, um kritische Daten besser zu sichern. Zum Beispiel liefert das IEC TC 62 Normen zu elektrischen Geräten, elektrischen Systemen und Software, die im Gesundheitswesen genutzt werden.

Immer mehr Branchen nutzen KI

YouTube Chief Product Officer Neal Mohan zufolge ist KI für 70% der angesehenen Inhalte auf der Plattform verantwortlich. Algorithmen des maschinellen Lernens ermöglichen die Verarbeitung und Interpretation von enormen Datenmengen, um Muster zu liefern, auf denen basierend Vorhersagen getroffen werden können. Daraus folgt, dass YouTube Empfehlungen aufgrund unserer vorangegangenen Aktivitäten liefern kann. Der gleiche Ansatz wird bei Shoppingseiten sowie Video- und Musikstreamingdiensten wie Netflix oder Spotify verwendet.

„Deep Learning“ (auf deutsch etwa „tiefgehendes Lernen“) nennt sich die neueste KI-Technologie, die Anwendung in der realen Welt findet. Sie spiegelt die neuronalen Netze des menschlichen Gehirns wider, um Transistorverbindungen herzustellen, die abhängig davon, ob Daten korrekt interpretiert werden, gestärkt oder geschwächt werden können. Werden neue Daten empfangen, ist die Maschine darauf trainiert, daraus Vorhersagen zu treffen. Als Resultat sind Maschinen nun in der Lage, Bilder und Stimmen zu erkennen und auf sie zu reagieren, aber sie können auch menschliche Gegner in Spielen wie Go oder Schach besiegen.

Algorithmen werden in hohem Maß in der Finanzbranche genutzt, wobei angenommen wird, dass hochfrequente KI über die Hälfte der Aktientransaktionen auf dem US-Markt durchführt. KI-Technologie wird ebenfalls genutzt, um Betrug aufzuspüren oder mit Kunden über Chatbots zu kommunizieren.

Im verarbeitenden Gewerbe liefert die KI-Technologie Data Intelligence und Automatisierung. Prozesse werden automatisiert, um die Effizienz zu erhöhen, während Datenanalyse und prädiktive Algorithmen den Ablauf und die Strategie verbessern. Selbst die Cybersicherheit profitiert von KI-Technologien dahingehend, dass sie helfen, Angriffe zu entdecken und abzuwehren.

Anwendungen im medizinischen Bereich, die KI-Technologie nutzen, können Anomalien in Aufnahmen entdecken und halbautomatisierte Aufgaben im Rahmen von minimalinvasiver Chirurgie ausführen. Zukünftig wird die KI-Technologie sich durch Daten graben, um das Patientenrisiko für gewisse Krankheiten zu bestimmen oder eine Erstdiagnose zu liefern. Die KI wird ebenfalls die Entwicklung einer individualisierten Therapie ermöglichen, welche auf dem genetischen Profil des Patienten basiert.

Spracherkennungsassistenten, bereits fast alltäglich in Smartphones, finden sich zunehmend in Haushalten als ein Zentrum, das Haushaltsgeräte verbindet und kontrolliert, Produkte online bestellt und Musik streamt. Andere Beispiele umfassen Thermostate, welche die Temperatur regulieren, je nachdem, ob jemand zu Hause ist oder nicht, oder Sicherheitskameras, die Gesichtserkennung nutzen, um zu entscheiden, ob sie die Haustür öffnen. Diese Technologien basieren auf den IEC-Normen für Sensoren (IEC TC 47), Cloud-Computing (ISO/IEC JTC 1/SC 38) und Biometrie (ISO/IEC JTC 1/SC 37).

In naher Zukunft werden Städte die KI-Technologie dafür nutzen, die Sicherheit zu verbessern, den Verkehr zu regulieren und die Infrastruktur zu warten.

Blick in die Zukunft

Noch steht nicht fest, wie tiefgreifend die KI-Technologie unser Leben beeinflussen wird. Ein Silicon Valley-CEO verglich ihre Wichtigkeit mit der Entdeckung von Elektrizität und Feuer, doch noch ist nicht sicher, ob dies der Wahrheit entspricht oder eine Übertreibung ist.

Bislang sind wir Jahre davon entfernt, dass Maschinen so schlau wie – oder noch schlauer als – der menschliche Verstand sind, doch der technische Fortschritt entwickelt sich rasch weiter. Die IEC verfolgt die neuesten Fortschritte genau und erarbeitet die entsprechenden internationalen Normen.

Redaktioneller Hinweis:
Der englischsprachige Originalartikel erschien erstmals im IEC-Newsletter Ausgabe 01/2018.
Zu finden unter: https://iecetech.org/Technology-Focus/2018-01/AI-is-listening-to-you

Die im Text aufgeführten Normen können Sie im VDE-Verlag käuflich erwerben:
https://www.vde-verlag.de/iec-normen/suchen.html

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