Begriffe und Definitionen der
Künstlichen Intelligenz

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A
Algorithmus
Ein Algorithmus ist ein nach einem bestimmten Schema ablaufender Rechenvorgang, der aus endlich vielen, wohldefinierten Einzelschritten besteht. Algorithmen stellen eine Grundlage der Programmierung dar und spielen vor allem in der Mathematik und Informatik eine zentrale Rolle. Ein Beispiel aus der Mathematik ist zum Beispiel der euklidische Algorithmus. Hierbei geht es darum, den größten gemeinsamen Teiler zweier beliebiger natürlicher Zahlen zu ermitteln.
Alpha Zero
Alpha Zero ist eine von der Google-Tochter Deep Mind entwickelte selbstlernende Maschine. Sie wurde im Dezember 2017 vorgestellt und lernte innerhalb weniger Stunden die Spiele Schach, Shogi und Go. In allen drei Strategiespielen ist Alpha Zero praktisch unschlagbar. Basis für die Leistungsfähigkeit sind umfangreiche künstliche neuronale Netze und ein Algorithmus, der nicht alle Möglichkeiten künftiger Spielsituationen durchgeht, sondern nur die wahrscheinlichsten.
Autonomes Fahren
Beim Autonomen Fahren übernimmt die Technik des Fahrzeugs die Aufgaben des Fahrers. Dazu gehören zum Beispiel lenken, blinken, beschleunigen oder bremsen. Einer Studie der Unternehmensberatung Oliver Wyman zufolge könnten in 15 Jahren teil- und vollautomatisierte Fahrzeuge schon zwischen 20 und 35 Prozent[ der globalen Fahrzeugproduktion ausmachen. Der US-Autohersteller Tesla mit Sitz in Kalifornien gehört derzeit zu den führenden Unternehmen beim autonomen Fahren.
Autonome Systeme
Roboter und Maschinen sind als autonom zu charakterisieren, wenn sie ein Ziel selbstständig erreichen. Dabei handelt es sich nicht nur um klassische Roboter, sondern auch um Softwaresysteme oder Maschinen, die in bestimmten Bereichen zur Entlastung des Menschen zum Einsatz kommen. Solche Systeme haben die Fähigkeit, sich an die Umwelt anzupassen und gegebenenfalls mit anderen Systemen oder Personen zusammenzuarbeiten. Autonome Systeme können zum Beispiel im Haushalt behinderten Menschen helfen.
B
Big Data
Der aus der englischen Sprache stammende Begriff Big Data (Massendaten) bezeichnet Datenmengen, die zu komplex sind, um sie mit konventionellen Methoden der Datenverarbeitung auszuwerten. Der Ausdruck umschreibt zum einen die immer schneller wachsenden großen Datenmengen. Zum anderen geht es um IT-Lösungen, mit denen Firmen die gewaltige Informationsflut adäquat verarbeiten können. Insbesondere unstrukturierte Daten – etwa aus den sozialen Netzwerken – machen einen großen Teil der Massendaten aus.
Big Sur
Bei Big Sur handelt sich um eine Hardware von Facebook, die der Konzern im Bereich der Künstlichen Intelligenz einsetzt. Facebook beantwortet mit dem System etwa Nutzerfragen. Zum Einsatz kommt die Technologie auch bei der Gesichtserkennung auf Fotos, die Personen in das soziale Netzwerk einstellen. Die Software überprüft die Fotos auf bestimmte Elemente wiederkehrender Muster und lernt daraus, Motive immer besser selbstständig zu erkennen.
C
Clusteranalyse
In Clusteranalysen werden Verfahren angewendet, um Ähnlichkeiten in großen Datenbeständen zu entdecken. Es geht also darum, mit Hilfe passender Methoden die Klassenzugehörigkeit von Datenobjekten zu ermitteln. Die aufgespürten Gruppen ähnlicher Elemente werden als Cluster bezeichnet. Aus den Clustern filtert Künstliche Intelligenz wiederum zahlreiche Daten heraus. Auf diese Weise werden in kürzester Zeit Muster sichtbar, die Menschen erst nach Jahren oder Jahrzehnten erkennen würden.
Cybernics
Cybernics ist ein von dem japanischen Wissenschaftler Yoshiyuki Sankai entwickeltes System, das etwa im medizinischen Bereich Anwendung findet. Sankai kreierte mit seiner Firma Cyberdyne Roboter, die er mit dem Menschen verschmelzen lässt. Das Vorzeigeprodukt der Firma ist HAL (Hybrid Assistive Limb). Dabei handelt es sich um einen Servo-Exoskelett-Anzug. Er wurde entworfen, um die physischen Fähigkeiten seiner Nutzer zu unterstützen – vor allen Menschen mit körperlichen Behinderungen.
D
Data Mining
Beim Data Mining geht es um die die möglichst automatisierte Anwendung statistischer Methoden auf Datenmassen (siehe Big Data), um aus diesen Trends, Muster und empirische Zusammenhänge abzuleiten. Das Ziel besteht darin, neue Zusammenhänge und Muster in einer Datenmenge zu erfassen, daraus Schlüsse abzuleiten und sodann Empfehlungen für bestimmte Entscheidungen zu abzugeben. Mit Data Mining kann etwa ermittelt werden, welche Produkte oft zu gleichen Zeit gekauft werden oder welche Faktoren für die Kundentreue von Bedeutung sind. Data Mining ist ein Unterbegriff und Einzelschritt des gesamten Prozesses der Knowledge Discovery in Databases (siehe Begriffserklärung unter K). Der Begriff Data Mining ist etwas missverständlich, da die wörtliche Bedeutung der Bezeichnung Data Mining (deutsch: Abbau von Daten) eher die Generierung von Daten bezeichnet als die Gewinnung neuen Wissens aus bereits vorhandenen Daten.
Data Science
Bei Data Science wird Wissen aus Daten extrahiert. Von der Erhebung über die Modellbildung bis hin zur Anwendung der Modelle (etwa für Entscheidungshilfen) wird die gesamte Daten-Wertschöpfungskette abgebildet. Eine zentrale Disziplin im Data Science ist zum Beispiel die Mathematik – davon vor allem die Statistik und die Wahrscheinlichkeitstheorie. Der Begriff Data Science wurde von dem Informatik-Pionier Peter Naur 1960 ursprünglich als Ersatz für den Begriff Informatik verwendet.
Deep Blue
Deep Blue heißt ein Schachcomputer, der von dem IT-Unternehmen IBM entwickelt wurde. Deep Blue gelang es 1996 als erstem Rechner, den seinerzeit amtierenden Schachweltmeister Garri Kasparow in einer Partie mit Zeitkontrollen zu besiegen. Der Computer war in der Lage, 200 Millionen Züge pro Sekunde vorauszuberechnen. In den letzten Jahren verlor Schach als Versuchsfeld für KI jedoch an Relevanz. Der Grund: Bei Schach spielt Übung die entscheidende Rolle, weniger die eigentliche Intelligenz.
Deep Learning
Beim Deep Learning handelt es sich um einen Teilbereich des Maschinelernens, bei dem auf neuronale Netze zurückgegriffen wird. Die zugrundeliegenden Methoden ähneln in vielen Bereichen der Art und Weise, wie das menschliche Gehirn lernt. Auf Basis vorliegender Informationen und des neuronalen Netzes kann das System das Erlernte immer wieder mit neuen Inhalten verbinden und dadurch hinzulernen. Die Maschine ist daher in der Lage, Entscheidungen zu treffen und diese zu hinterfragen.
Digitalisierung
Der Begriff beschreibt ursprünglich die Umwandlung analoger Daten in ein digital nutzbares Format. Die auf diese gewonnenen Daten lassen sich wiederum informationstechnisch verarbeiten. Es wird geschätzt, dass es der Menschheit im Jahr 2002 erstmals gelungen war, mehr Information digital als analog zu speichern. Unter Digitalisierung ist zugleich der digitale Wandel der Gesellschaft zu verstehen. Dies meint den Übergang des von analogen Technologien geprägten Industriezeitalters hin zum Zeitalter der schöpferischen Kreativität, in dem digitale Verfahren dominieren.
E
Erklärbare KI
Algorithmen kommen heutzutage in einer Vielzahl verschiedener technischer Anwendungen zum Einsatz. Allerdings sind viele dieser Algorithmen für den Menschen aufgrund ihrer Komplexität kaum noch nachvollziehbar; sie gelten als Black Box. Die erklärbare KI arbeitet daran, die einem Algorithmus zugrundeliegende Logik besser zu verstehen. Das ist von hoher Relevanz, denn eine nachvollziehbare KI ist die Basis für die Schaffung von Vertrauen in die Technologie.
F
Ferngesteuerte Systeme
Roboter, die durch Brandgebiete laufen oder in verseuchte Areale vordringen: Aus Sicht von Wissenschaftlern könnten KI-basierte, ferngesteuerte Maschinen schon in wenigen Jahren Menschen bei gefährlichen Einsätzen aushelfen – etwa bei Erdbeben oder Chemieunfällen. Damit solche Systeme funktionieren, sind allerdings noch diverse Probleme zu lösen. So bedarf die Kooperation der Maschine mit dem Menschen einer genauen Feinabstimmung.
G
Giraffe
Giraffe ist eine Künstlicher Intelligenz, die innerhalb kürzester Zeit Schachspielen gelernt hat. Die Technologie basiert auf einem künstlichen neuronalen Netzwerk. Dieses ähnelt vom Aufbau her den Neuronen im Gehirn eines Menschen. Entwickelt wurde die Technologie von dem Computerforscher Matthew Lai. Dieser verwendete einen Datensatz von mehreren Millionen zufällig ausgewählten Stellungsbildern, um Giraffe Schach beizubringen.
H
Human Machine Interface
Beim Human Maschine Interface (HMI) handelt es um den Teil einer Maschine, mit dem der Mensch interagiert. Das kann zum Beispiel das Lenkrad eines Autos sein. Gute Schnittstellen sollten an die Fähigkeiten und Bedürfnisse des Menschen angepasst sein, um eine gute Benutzbarkeit (Usability) bzw. eine hohe Nutzerzufriedenheit (User Experience) zu erzielen.
I
Image Recognition
Im Rahmen von Image Recognition (Bilderkennung) durchforstet etwa ein Computer das Internet, um bestimmte Bilder ausfindig zu machen. In Apps für Smartphones und Tablet-PCs hilft die Bilderkennung, um Warenzeichen oder Logos aufzunehmen und in einer Cloud untersuchen zu lassen. Die Einsatzmöglichkeiten der Bilderkennung sind breit gestreut. Sie reichen von der Erkennung biometrischer Merkmale wie zum Beispiel der Gesichts- oder Iriserkennung bis hin zur Identifizierung von Menschen.
Intelligenter Persönlicher Assistent
Ein Intelligenter persönlicher Assistent ist eine angewandte Technologie der Künstlichen Intelligenz. Die zugrundeliegende Software erkennt die Sprache eines Menschen, unterzieht diese einer Analyse und formuliert Wörter und Sätze auf der Grundlage von Sprachsynthese. Bekannte Beispiele sind zum Beispiel Amazon Alexa oder Siri. Insbesondere auf Smartphones finden solche Assistenten große Verbreitung.
Internet der Dinge (Internet of Things, IoT)
Dies bezeichnet die Verbindung von Geräten, Werkzeugen und Fahrzeugen mit dem World Wide Web, damit die Gegenstände miteinander kommunizieren können. Die vernetzten Geräte erheben Daten, die sie untereinander sowie über das Internet austauschen und zur Verfügung stellen können. Das Ziel besteht darin, dass die Geräte auf der Grundlage dieser Datenbasis verschiedene Aufgaben für Menschen erledigen können. Der Anwendungsbereich ist breit: Er geht von automatischen Bestellungen bis hin zu Notfallfunktionen in den eigenen vier Wänden.
J
K
Knowledge Discovery in Databases (KDD)
Knowledge Discovery in Databases, zu Deutsch Wissensentdeckung in Datenbanken, bezeichnet den vollständigen Prozess der Wissensgenerierung aus Datenmassen. Darin inbegriffen sind alle vorbereitenden Schritte der Datenauswahl und Aufbereitung sowie die Auswertung der Daten. Der Begriff Data Mining wird häufig synonym zu KDD verwendet, obwohl dieser tatsächlich nur einen Schritt der KDD bezeichnet, nämlich die Datenanalyse.
Künstliche Intelligenz
Die Künstlichen Intelligenz (KI, Englisch: Artificial Intelligence) ist ein Teilbereich der Informatik. KI beschäftigt sich mit der Entwicklung von Computersystemen, die dazu in der Lage sind, selbstständig Aktionen auszuführen, für die normalerweise menschliche Intelligenz notwendig ist. Hierzu gehörten etwa Problemlösungsfähigkeit, logisches Denken oder Urteilsfähigkeit. Es geht darum, das menschliche Gehirn zu imitieren, mit dem Ziel eine selbstlernende Intelligenz zu schaffen. Besondere Anwendungen sind etwa Spracherkennung oder Machine Learning (ML). Als Vater der KI gilt der US-Forscher Marvin Minsky, der mit anderen Wissenschaftlern 1956 den Begriff der Künstlichen Intelligenz prägte. In den letzten Jahren hat KI stark an Bedeutung gewonnen. Ein Grund hierfür ist, dass Firmen mit einer zunehmenden Datenflut konfrontiert sind, die zugleich immer schneller und effizienter verarbeitet werden muss (siehe Big Data).
Künstliche Neuronale Netze
Künstliche Neuronale Netze (KNN) sind die Grundlage der Künstlichen Intelligenz. Es handelt sich bei KNN um mathematische Einheiten der Informationsverarbeitung, die ein biologisches Vorbild haben: Sie sollen die Vernetzung der Nervenzellen eines Gehirns imitieren und zur Lösung von informationstechnischen Problemen eingesetzt werden. KNN kommen zum Beispiel in der Text- und Bilderkennung zum Einsatz und können in der medizinischen Diagnostik dazu beitragen, Menschenleben zu retten.
L
Lernende Systeme
Dies sind Roboter oder Maschinen, die Aufgaben selbstständig lösen können. Hierfür sind die Systeme auf die Eingabe von Daten angewiesen. Lernende Systeme basieren auf Methoden der KI, bzw. des Maschinellen Lernens. Sie können immer komplexere Aufgaben übernehmen und sich ihrer Umwelt und den Nutzern anpassen. Durch Fortschritte im Deep Learning entwickelten sich Lernende Systeme in den letzten Jahren zum dynamischsten Bereich der KI-Forschung.
M
Maschinelles Lernen
Maschinelles Lernen (ML) bedeutet den Erwerb neuen Wissens mithilfe eines künstliches Systems. Mit Maschinellem Lernen können IT-Systeme auf der Grundlage vorliegender Datenbestände Muster erkennen und Lösungen entwickeln. Die aus den Daten gewonnenen Erkenntnisse lassen sich wiederum für neue Problemlösungen einsetzen. Maschine-Learning-Algorithmen kommen etwa bei der Spracherkennung auf Mobiltelefonen wie dem iPhone zum Einsatz oder bei Spam-Filtern Computern.
Maschinenethik
Maschinenethik stellt das technologische Pendant zur Menschethik dar. Sie beschäftigt sich mit der Moral bzw. mit den Handlungsmustern, -Regeln und -Prinzipien von autonomen und teilautonomen Maschinen und Programmen. Folgende Fragestellungen sind zentral: Schränken Maschine unser Freiheit ein? Ist uns stets bewusst, dass wir es mit Computern zu tun haben? Und müssen sich die Maschinen uns gegenüber moralisch verhalten, und müssen wir das auch gegenüber den Maschinen?
Machine-to-Machine Communication (M2M)
Hierbei geht es um den automatischen Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen oder Maschinen. Die Kommunikation kann über das Mobilfunknetz oder über das Internet erfolgen. Das Ziel automatisierter Maschinenkommunikation besteht darin, die Produktivität in der Industrie zu erhöhen. Ein klassisches Anwendungsgebiet ist die Telemetrie. In ihr geht es um die Fernwartung und -überwachung von Anlagen und Maschinen. Darüber hinaus kommt die Technologie im Automatengeschäft zum Einsatz.
N
Natural Language Processing
Natural Language Processing (NLP) wird dazu verwendet, natürliche Sprache zu erfassen und mithilfe von Regeln computerbasiert zu verarbeiten. NLP greift hierfür auf Methoden aus der Linguistik zurück und kombiniert sie mit Verfahren der Informatik und der Künstlichen Intelligenz. Das Ziel besteht darin, per Sprache eine möglichst weitreichende Kommunikation zwischen Mensch und Computer zu schaffen. NLP wurde im Zuge der Entwicklung künstlich intelligenter Systeme immer bedeutsamer.
O
P
Problemlösen
Problemlösen ist ein wichtiger Forschungsgegenstand der KI. Um Aufgaben lösen zu können, sind dafür eine Reihe von Aktionen notwendig. Diese sollen wiederum zu einem gewünschten Ziel führen. Jede Aktion ändert dabei den aktuellen Zustand. Das Ziel besteht darin, eine Reihenfolge der Aktionen und Zustände zu finden, die vom Anfangs- bis zum Endzustand führt.
Q
R
Recommendations
Empfehlungen (Recommendations) sind ein zentraler Bestandteil vieler Online-Anbieter. Empfehlungen kommen auf Internetplattformen zum Einsatz, die etwa Bücher, Musik oder andere Produkte anbieten. Diese Empfehlungen sind sehr zuverlässig, da zu deren Optimierung KI angewendet wird. KI-basierte Empfehlungen gibt es etwa auf Amazon. Dort erhalten User nach dem Kauf einer Ware Empfehlungen, weitere ähnliche Produkte zu kaufen. Internetdienstleister greifen auf Recommendations zurück, da sich damit ein enormer Mehrwert erzielen lässt.
Robotik
Bei der Robotik (Robotertechnik) handelt es sich um ein interdisziplinäres Gebiet, das sich mit der Konstruktion, der Steuerung und dem Betrieb von Robotern, zum Beispiel von Industrierobotern, beschäftigt. Die Roboter werden von Computerprogrammen gesteuert und sollen dem Menschen eintönige und schwierige mechanische Arbeit abnehmen. Das Forschungsgebiet der Robotik überschneidet sich zum Teil mit der Künstlichen Intelligenz, der Elektronik und der Informatik.
Robotic Process Automation (RPA)
RPA ist eine Technologie, die ursprünglich aus der klassischen Prozessautomatisierung hervorgegangen ist. Bei der von KI getriebenen RPA kommen keine physischen Roboter zum Einsatz. Vielmehr handelt es sich um Software-Roboter, die Prozesse auf der Grundlage einer bestimmten Programmierung selbstständig abwickeln können und andere Programme, etwa Excel oder ein E-Mail-Programm, steuern. In der Wirtschaft kommt RPA für Prozessoptimierung im Kundendienst zum Einsatz – etwa für den Versand von E-Mails oder für die telefonische Kundenberatung in Form von Interactive Voice Response. Hierbei handelt es sich um ein elektronisches Sprachmenü, das dazu genutzt wird, um automatisch Fragen an Kunden zu richten, die von ihm etwa per Wähltaste beantwortet werden. Anrufe können hierdurch vorsortiert und an zuständige Mitarbeiter in der Firma geleitet werden.
S
Schwache KI
Unter schwacher Künstlicher Intelligenz werden Systeme verstanden, die für die Lösung konkreter Problemstellungen geschaffen wurden. Die Lösung des Problems erfolgt hierbei auf der Grundlage mathematischer Verfahren sowie mit Methoden der Informatik, die speziell für die jeweilige Aufgabe entwickelt und verbessert werden. Beispiele für spezielle Anwendungen sind Strategiespiele wie Schach, Spracherkennung und Navigationssysteme. Alle derzeit existierenden Systeme fallen unter die Kategorie schwache KI.
Smart Data
Smart Data ist die Weiterentwicklung von Big Data. Es handelt sich hierbei um digitale Informationen, die mit Hilfe von Algorithmen aus sehr großen Datenmengen (Big Data) extrahiert worden sind und bereits sinnvolle Informationen für den Endverbraucher enthalten. Der Begriff beschreibt somit das Endresultat eines Datenanalyseprozesses, nachdem die großen Datenmengen gesammelt, sortiert und untersucht worden sind.
Smart Services
Bei Smart Services handelt es sich um digitale Dienstleistungsangebote für Kunden, die situationsgerecht erbracht werden, so dass sie sich optimal in die Aktivitäten des Verbrauchers einfügen. Konkret geht es um KI-gesteuerte technische Systeme, etwa zur Messung sportlicher Leistungen oder des gesundheitlichen Zustands. Smarts Services kommen auch bei der Heimautomatisierung zum Einsatz, etwa zur Steuerung von Unterhaltungselektronik oder des Energieverbrauchs.
Social Bots
Social Bots sind von Algorithmen gesteuerte Programme, die in sozialen Netzwerken wie Facebook menschliches Verhalten nachahmen. Social Bots dienen dazu, eine menschliche Präsenz im Internet vorzutäuschen. Meistens sind die Bots für einen bestimmten Zweck bestimmt, etwa für PR und immer häufiger auch für politische Werbung. Social Bots basieren zunehmend auf Lernenden Systemen.
Starke KI
Eine starke Künstliche Intelligenz besitzt im Prinzip die gleichen geistigen Fähigkeiten wie ein Mensch oder ist ihm sogar intellektuell überlegen. Eine starke KI handelt nicht mehr nur reaktiv, sondern verfügt über eine eigene Motivation. Bis heute ist es nicht gelungen, eine solche KI zu erzeugen. Die Mehrheit der KI-Entwickler geht davon aus, dass eine starke KI grundsätzlich möglich ist, wahrscheinlich noch in diesem Jahrhundert. Diskutiert wird zudem, ob so eine hohe KI ein Bewusstsein erlangen oder Gefühle besitzen kann. Darüber gibt es in der Wissenschaft derzeit allerdings noch keinen Konsens.
T
Technologische Singularität
Technologische Singularität meint die baldige explosionsartige Vermehrung der KI. Maschinen könnten sich dank KI rasant verbessern, sodass ihre Rechenleistung die intellektuellen Fähigkeiten aller Menschen weit übertrifft und sich auch nach dem Erreichen dieses Punkts exponentiell verbessert. Sollte sich die technische Singularität bewahrheiten, hätte dies große Konsequenzen für unser Leben. Schon mehrfach wurde der Zeitpunkt der Singularität verschoben. Wissenschaftler halten es jedoch für wahrscheinlich, dass sie überraschend eintritt – womöglich selbst für die an der Entwicklung beteiligten Forscher.
Turing-Test
Hierbei handelt es sich um eine im Jahr 1950 von Alan Turing formulierte Idee zur Feststellung, ob ein Computer ein dem Menschen gleichwertiges Denkvermögen besitzt. Die Idee wurde erst weiterentwickelt und ausformuliert, nachdem KI als eigenständiges wissenschaftliches Fachgebiet als Teilgebiet der Informatik anerkannt worden war. Testablauf: Ein Mensch führt über einen Bildschirm und eine Tastatur (ohne Sicht- und Hörkontakt) eine Unterhaltung mit zwei ihm unbekannten Gesprächspartnern und stellt diesen beliebige Fragen. Einer der Gesprächspartner ist eine Maschine, der andere ein Mensch. Wenn der Mensch nicht unterscheiden kann, bei welchem Befragten es sich um die Maschine bzw. den Menschen handelt, hat die Maschine den Turing-Test bestanden.
U
V
Verstärkendes Lernen
Der Begriff kommt aus der Psychologie und wird seit den Anfängen der Kybernetik verwendet. Es handelt sich hierbei um eine Methode, bei der ein lernendes System Entscheidungen trifft, auf deren Grundlage es im Anschluss handelt. Das System greift hierfür auf einen Algorithmus zurück, der die Erfolgschancen der Handlungen bewertet. Für die einzelnen Aktionen bekommt das System positives oder negatives Feedback. Das Ziel besteht darin, möglichst viel positive Resonanz zu erhalten.
W
Wissensbasiertes Expertensystem
Hierbei handelt es sich um ein computergestütztes Softwaresystem, das über Expertenwissen in einem bestimmten Problembereich verfügt. Das Wissen muss hierzu in Form von Regeln und Fakten organisiert sein. Expertensysteme kommen etwa bei der Analyse von betrieblichen Daten oder bei der betriebswirtschaftlichen Planung (z.B. Geldanlagen) zum Einsatz.
X
Y
Z
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