»Wir werden mit KI Lösungen entwickeln, die wir mit klassischen Methoden nicht erreichen.«

Was kann künstliche Intelligenz wirklich? Was nicht? Künstliche Intelligenz ist in aller Munde und viele Fragen sind offen. Das Fraunhofer IIS beschäftigt sich als Forschungsinstitut für angewandte Forschung genau damit: Wie lassen sich theoretische Möglichkeiten der KI wirklich in praktische Anwendungen überführen? Wie und zu welchem Zweck setzen wir KI zum Wohle der Gesellschaft ein? Was ist mit der Datensicherheit? Und wie werden Mensch und Maschine künftig zusammenspielen? Darüber sprachen wir mit den beiden Institutsleitern Albert Heuberger und Bernhard Grill.

Mit diesem Interview starten wir eine Serie über Künstliche Intelligenz. Im ersten Beitrag führen die Leiter des Fraunhofer IIS aus, dass die Forschung am Institut von Expertise und Verantwortungsbewusstsein geprägt ist – ideale Voraussetzungen, um KI-Technologien so voran zu bringen, dass sie Industrie und Anwendern nützen.

Künstliche Intelligenz (KI) befindet sich auf dem Weg von der Wissenschaft in die ersten industriellen Anwendungen. Warum nutzt das Fraunhofer IIS KI?

Albert Heuberger: Wir beschäftigen uns mit KI nicht als Selbstzweck, sondern verstehen sie als Werkzeug, um bei Anwendungsprojekten für unsere Kunden reale Probleme zu lösen. Wir wollen nicht irgendeine abstrakte KI-Kompetenz aufbauen, sondern KI strategisch und bodenständig als leistungsfähiges Werkzeug nutzen, und zwar dort, wo es passend und sinnvoll ist.

Bernhard Grill: Wir haben bereits zahlreiche Anwendungen und Fragestellungen identifiziert, bei denen die klassischen Lösungswege zum Beispiel bei der Signalverarbeitung an ihre Grenzen stoßen, der Einsatz von KI-Methoden aber sehr vielversprechende Ergebnisse geliefert hat. Der Ausgangspunkt unserer Überlegungen ist also die Frage: Wo gibt es Probleme, die man mit klassischen Methoden nicht lösen kann und wo kann KI da helfen?

Was bedeutet dies für die Entwicklung von Technologien für die Industrie?

Bernhard Grill: Das Fraunhofer IIS liefert bestimmte Komponenten, die man für die neuen Maschinen – vom autonomen Auto über Industrieroboter für Reparaturarbeiten bis hin zum Sozialroboter als Alltagshelfer oder für die Pflege – benötigen wird. Die Verfügbarkeit dieser Komponenten wird für die deutsche Industrie wesentlich sein. Das Wichtigste sind dabei intelligente Sensoren, die Daten erfassen, aufbereiten und dann nur die notwendigen Daten übertragen und damit unnötige Datensammlungen von vornherein vermeiden.  

Albert Heuberger: Vorstellbar sind intelligente Systeme, die auf sehr kleinen stromsparenden Plattformen agieren. Für unsere Kunden bedeutet dies, dass die Systeme deutlich verfügbarer sind, kleiner, billiger und anpassungsfähiger.

Apropos Sensorik: Kognitive Sensorik ist eines der großen Leitthemen des Fraunhofer IIS. Wie genau verknüpfen Sie es mit KI?

Albert Heuberger: Wofür wir stehen, sind KI-befähigte intelligente kognitive Sensoren, die man wiederum in größere autonome komplexe technische Systeme einbauen kann. Und kognitive Sensorik heißt, dass ein Bildsensor nicht nur Zeilen und Pixel aufnimmt, sondern dass er diese Bildinformationen intelligent auswertet, z. B. Bildinhalte erkennt und interpretiert. Dieses Prinzip kann man auf viele andere Sensoren übertragen, z.B. auf Sprachsensoren und Ortsbestimmungen. Wir werden sicherlich nicht komplette Systeme bauen, wie den autonom operierenden Wartungsroboter oder autonom fahrende Autos. Aber wir werden wichtige Komponenten liefern und so Beiträge dazu leisten, dass diese Systeme z. B. mit besseren Ortssensoren und besserer Signalverarbeitung ausgestattet sind, damit sie besser kommunizieren können und damit man sie besser zum Beispiel durch Sprachinterfaces bedienen kann. Deshalb fokussieren wir auf unsere Stärken. Wir versuchen die Technologien, bei denen wir Expertise haben, noch besser zu machen und fokussieren auf Bereiche, in denen wir stark sind.

Welche Beispiele können Sie dafür nennen?

Bernhard Grill: Auf vielen Gebieten haben wir Weltklasseniveau erreicht. Unsere Kernkompetenzen und das Know-how werden wir dahingehend ausspielen, indem wir für konkrete industrielle Problemstellungen Lösungen entwickeln, die mit klassischen Methoden nicht erreicht werden können.

Die Sprachassistenten, die es derzeit gibt z. B., sind weit davon entfernt, wirklich intelligent zu sein. Sie sind auf einzelne Anwendungen trainiert, haben aber kein richtiges Sprachverständnis. Wenn Sie in Zukunft mit Ihren Geräten sprechen und ihnen sagen können, was Sie brauchen, wird das die Bedienung revolutionieren. In unserem Leitthema Audio- und Medientechnologien arbeiten wir daran.

Albert Heuberger: Zum Beispiel im Bereich Materialprüfungssysteme liegt unser Know-how in der klassischen Bildverarbeitung und Bildauswertung. Wir setzen Methoden der KI wie zum Beispiel maschinelles Lernen ein, um etwa Fehler automatisch zu finden oder um Industrieanlagen selbstständig und intelligent zu konfigurieren. KI versetzt uns in die Lage, noch einmal deutlich mehr Leistung anbieten zu können und Systeme zu bauen, die noch viel besser und genauer detektieren und die intuitiv das tun, was benötigt wird. Dies ist eine Zukunftsvision, die uns herausfordert.

Inwiefern stellt KI für das Fraunhofer IIS eine Zeitenwende dar?

Bernhard Grill: Die Anwendung von KI-Methoden ist für uns die logische Fortführung der Entwicklung der Mikroelektronik. Heute sind Mikroprozessoren selbst in den kleinsten Alltagsgeräten integriert. Mit der Nutzung von KI werden diese Geräte und Maschinen noch flexibler und vielseitiger für neue Anwendungen einsetzbar als heute und werden komplexere Aufgaben lokal erfüllen können, ohne dafür auf zentrale Hochleistungsrechner zurückgreifen zu müssen. Wir haben damit die Maschinen und die Daten, um Innovationen anstoßen zu können, die so groß sind wie jene, die die digitale Signalverarbeitung und Mikroelektronik vor rund 50 Jahren ausgelöst hat. Wir haben die Möglichkeiten, mit KI etwas Neues zu schaffen und wir sind entschlossen, dabei zu sein.

Albert Heuberger: KI bedeutet eine neue Klasse von Werkzeugen, die deutlich komplexere Aufgaben übernehmen können. So wird die Mikroelektronik, mit der wir uns schon lange sehr erfolgreich beschäftigen, auf ein neues Niveau gehoben. Daher ist sie für unsere Mission, Mikroelektronik- und Sensorik-Anwendung zu bauen, einfach adäquat. Insofern ist dies eine logische Fortsetzung unserer bisherigen Aktivitäten, weil wir uns mit diesen neuen Werkzeugen auseinandersetzen und sie bestmöglich bei uns nutzen müssen.

Dennoch bleiben Risiken, die mit dem Einsatz von KI verbunden sind. Wie wird das Fraunhofer IIS seiner Verantwortung gerecht?  

Bernhard Grill: Man hat immer Angst davor, dass die Maschine dem Menschen zu viel abnimmt, aber es kann in vielen Fällen sehr sinnvoll sein. Etwa dann, wenn sich die Bedienung von Geräten mit Sprache steuern lässt. Oder wenn Maschinen zum Beispiel das Autofahren sicherer machen. Maschinen sind nicht betrunken, übermüdet oder unaufmerksam. So wird die Zahl der Unfälle sinken. Das ist ein Riesenfortschritt. Es wird möglich sein, bestimmte Szenarien zu verhindern – dort, wo Menschen typisch »menschliche« Fehler machen. Auch die Maschinen werden Fehler machen, aber deutlich weniger.

Albert Heuberger: Wir arbeiten daran, dass solche Maschinen vertrauenswürdig werden. Zum Beispiel beim Thema Gesichtserkennung. Wenn ich in eine Kamera blicke, von der ich weiß, sie betreibt Gesichtserkennung, stellt sich die Frage zur Wahrung der Privatsphäre. Wir entwickeln nach »Privacy by design«, d.h. wir nutzen technische Mechanismen wie z. B. Verschlüsselung, oder gar keine Übertragung von Bilddaten, so dass der Nutzer sich darauf verlassen kann, dass nur bestimmte Merkmale aus den Daten extrahiert werden. Wir stellen uns also die Frage: Was erlaube ich der Maschine auszuwerten?

Die Bayerische Staatregierung hat beschlossen, ein neues Kompetenznetzwerk für künstliche maschinelle Intelligenz aufzubauen. Welche Rolle übernimmt das Fraunhofer IIS?

Albert Heuberger: KI ist auch für Bayern ein wichtiges Zukunftsthema. Es ist sehr zu begrüßen, dass der Freistaat Impulse setzt, das Thema voranbringen möchte und auch die Rahmenbedingungen dafür schafft. Wir verstehen uns als Teil dieses Kompetenznetzwerks. Unsere Rolle ist es, mit Hilfe von KI-Methoden Systeme zu realisieren, die den Kunden nützen.

Wie sieht für Sie persönlich die Zukunft aus?

Bernhard Grill: Maschinen haben schon immer das Leben der Menschen erleichtert und unangenehme Arbeiten übernommen. Niemand wird heute zum Beispiel mehr auf die Waschmaschine verzichten wollen. Für mich geht es also darum, Maschinen zu bauen, die den Menschen das Leben noch leichter machen oder Dinge ermöglichen, die ohne Maschine nicht gehen würden. Dazu möchte ich einen entscheidenden Beitrag liefern.

Albert Heuberger: Die Zukunft ist, dass es Maschinen gibt, die auf den Nutzer eingehen und denen er vertrauen kann. Das ist die nächste Stufe: Wir überlegen nicht nur, ob eine Maschine etwas leisten kann, sondern ob der Nutzer auch möchte, dass sie es tut.

Das Interview führte Ilona Hörath.