Wenn Maschinen denken
Das Thema Künstliche Intelligenz (KI) ist ein zentraler Bestandteil der Digitalisierung und berührt eine Vielzahl von gesellschaftlichen, politischen und sozialen Aspekten. Die Brandbreite reicht dabei von intelligenten Robotern bis hin zu lernfähigen Geräten und Produkten. Grundlage all dessen ist die Fähigkeit der KI, Informationen jeglicher Art – beispielsweise Sprach- und Gestensteuerung oder sonstige Daten – zu verarbeiten und intelligent darauf zu reagieren. Daraus ergeben sich zahlreiche revolutionäre Möglichkeiten für Erfindungen, die das Leben von Morgen prägen werden.
Die Erwartungen an die Potenziale der KI sind dementsprechend hoch, beispielsweise kann die KI dem Menschen dabei helfen, seine Aufgaben und Tätigkeiten schneller, einfacher und spielerisch zu bewältigen. In der Tat werden bereits heute KI-Technologien an verschiedenen Einsatzgebieten, wie Smart-Home-Anwendungen jeglicher Art oder VR-Technologien in der Gaming-Branche, verwendet.
Aber auch die Skepsis gegenüber derartigen industriellen Neuerungen ist nach wie vor groß. Was ist also von intelligenten Systemen und den Auswirkungen der KI auf unser Leben zu erwarten?
Schon die Abgrenzung des Begriffs „künstliche Intelligenz“ ist schwer, denn eine eindeutige Definition ist nicht ohne weiteres darzulegen. In der Praxis wird von einem System mit KI eine größtmögliche Annäherung an das Verhalten erwartet, das Wesen mit natürlicher Intelligenz wie beispielsweise Menschen auszeichnet. Folgende Fähigkeiten sind dabei wichtig: Die Wahrnehmung der Umwelt, die Verarbeitung dieser Eindrücke sowie darauf aufbauend das Treffen von Entscheidungen, die Interaktion mit der Umwelt und die Lösung von Problemen. Zentral ist zudem die Fähigkeit, aus den Konsequenzen der eigenen Entscheidungen und des eigenen Handelns selbstständig zu lernen. Ebendies unterscheidet KI-Systeme von bisherigen Erfindungen.
Bekannte Anwendungsbeispiele von KI-Technologien sind zum Beispiel neue App-Technologien, die als Assistenzsysteme mit intelligenter Sprach- und Gestensteuerung dienen. Ein Beispiel hierfür ist das so genannte Ambient Assisted Living. Hierunter fallen Systeme, Produkte sowie Dienstleistungen, welche das alltägliche Leben älterer und auch benachteiligter Menschen unterstützen. Beispielsweise indem sie Tätigkeiten im Haushalt per Sprachbefehl übernehmen oder eine grundlegende medizinische Versorgung sicherstellen. Auch aus dem Bereich Smart Home sind zahlreiche Möglichkeiten für den Einsatz von KI denkbar: So können intelligente Systeme Heizung, Rollläden und alle technischen Geräte im Haus untereinander vernetzen und steuern. Zu den bekanntesten Einsatzmöglichkeiten in der Industrie zählt die so genannte Predictive Maintenance, also die Vorhersage und Vorbeugung von Ausfällen von Produktionsanlagen oder intelligenten Robotik Systemen.
Eine Hürde bis zur vollständigen Anwendung von KI-Systemen stellt die technische Machbarkeit dar, denn die heutigen Systeme können auf komplett neue Situationen und veränderte Anforderungen meist nur mit starken Einschränkungen reagieren. Zudem sind noch nicht alle Entscheidungen nachvollziehbar, zu denen intelligente Systeme gelangen. Das macht es beispielsweise schwierig zu ermitteln, warum ein System etwa eine falsche Entscheidung getroffen hat. Der aktuelle Forschungs- und Entwicklungstrend geht daher in die Richtung, aus den erkannten Mustern und Prozessinformationen Entscheidungspfade abzuleiten, die für den Menschen nachvollziehbar sind.
Außerdem herrschen nach wie vor einige Bedenken gegenüber KI-Systemen. Die Befürchtung, dass Arbeitsplätze verschwinden und Tätigkeiten vollständig von Maschinen und Robotern übernommen werden, schreckt große Teile der Bevölkerung ab. KI-System sollten aber viel mehr als intelligente Assistenzsysteme für den Menschen und weniger als kannibalisierende Technologie interpretiert werden. Hier sind Politik, Wirtschaft und Wissenschaft in der Pflicht, den Nutzen sowie Chancen und Potenziale von KI zu kommunizieren.
Denn auch wenn noch diverse Herausforderungen überwunden werden müssen, wird die KI die Zukunft voraussichtlich maßgeblich beeinflussen. Deshalb sollte die KI als große Chance für Industrie, Wirtschaft und Gesellschaft gesehen werden und proaktiv mitgestaltet werden.
KIM-Labs bietet Unternehmern die Möglichkeit, KI-Innovationen in verschiedenen, branchengemischten Einrichtungen und KMU zu entdecken, in einer Testumgebung (weiter) zu entwickeln und zu verstetigen. Im Fokus von KIM-Labs stehen die Medizintechnik, die Digitalisierungsbranche und die Lebenswissenschaften. Offenheit gegenüber weiteren Branchen ist erwünscht und gegeben.
KI-Transfer BW unterstützt die regionalen KI-Labs dabei künstliche Intelligenz in die Fläche von Baden-Württemberg zu bringen.
Die Koordinierungsstelle agiert als Dienstleister für das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg und treibt in dessen Auftrag und in enger Abstimmung mit den Partnern die Weiterentwicklung der Initiative Wirtschaft 4.0 voran. Sie übernimmt dabei organisatorische Aufgaben, steuert konzeptionelle sowie inhaltliche Inputs bei und ist außerdem im Bereich der Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit tätig.
Der Stuttgarter Technologie- und Innovationscampus S-TEC vernetzt Unternehmen mit der thematisch breit gefächerten Forschungslandschaft am Standort Stuttgart und treibt zukunftsrelevante Forschungsthemen voran. Inhaltlich sind diese Themen wie additive Produktion, cybercognitive Intelligence, cyberphysische Systeme, digitalisierte Batteriezellenproduktion sowie frugaler Produkte und Produktionssysteme, in Zentren organisiert. In den Zentren können Unternehmen in verschiedenen Projektformaten und Kooperationen in S-TEC zusammenarbeiten.
In einer interdisziplinären und systematischen Kooperation von Wirtschaft, Wissenschaft und Politik setzt S-TEC zentrale Innovations- und Transferinstrumente um: Leuchtturmforschung, Industry on Campus, Gründungen und Aus- und Weiterbildung.
Das CyberForum e.V. ist mit über 1.100 Mitgliedern das größte regional aktive Hightech.Unternehmer.Netzwerk. in Europa. Im CyberForum vernetzen sich Unternehmer, Gründer, Kreative, Mitarbeiter aus Forschungseinrichtungen und Institutionen, Studierende, Business Angels und Auszubildende. Insgesamt repräsentieren die Mitglieder über 26.000 Arbeitsplätze. 2013 wurde das CyberForum als erfolgreichstes Cluster landesweit und als das führende IT-Netzwerk in Europa ausgezeichnet.
Das DIZ | Digitales Innovationszentrum ist eine neutrale Anlaufstelle, welche dem baden-württembergischen Mittelstand auf dem Weg in die Digitalisierung, in allen Bereichen zur Seite steht. Als virtuelles Kompetenzzentrum bündelt es bestehende Ressourcen und das Know-how der Partner und verwirklicht durch übergreifende Vernetzung den Grundgedanken der Digitalen Transformation.
Informationen und Beratung zum Thema künstliche Intelligenz.
Die Digital-Experten analysieren, optimieren und unterstützen die Unternehmensprozesse, Technologien, Produkte und Geschäftsmodelle ganz nach den Bedarfen der lösungssuchenden KMU. Auf diese Weise können KMU ihre individuelle Digitalisierungs-Strategie zusammen mit erfahrenen Experten ausarbeiten und umsetzen. Das DIZ vermittelt Ihnen für die erfolgreiche Umsetzung ihrer individuellen Digitalisierungs-Strategie kompetente und erfahrene Experten.
Wissenschaft trifft Wirtschaft! Das Portal Top Wissenschaft unterstützt den Wissenstransfer zwischen der Wissenschaft und Unternehmen in Baden-Württemberg, indem es letzteren die einfache Suche nach passenden Kooperationspartner ermöglicht. Konkret können Unternehmer nach Einrichtungen, Personen, Projekten sowie Ausstattung suchen. Dabei ist keine genaue Kenntnis von wissenschaftlichen oder akademischen Fachbegriffen nötig, die Eingabe von Stichwörtern oder einfachen Begriffen reicht aus.
Das Projekt wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg gefördert.
Fördermöglichkeiten für Maßnahmen im Bereich künstliche Intelligenz.
Gegenstand der Förderung sind innovative Lösungen, die durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz und Methoden des maschinellen Lernens in KMU-typischen Anwendungsfällen einen deutlichen Mehrwert gegenüber etablierten Verfahren schaffen. Der Schutz personenbezogener Daten und der Privatsphäre (möglichst im Rahmen von privacy-by-design-Ansätzen) muss dabei sichergestellt werden. Die Vorhaben müssen KMU-getrieben sein. Die Vorhaben müssen einen signifikanten Neuheitsgrad gegenüber dem für die Lösungskonzepte relevanten aktuellen internationalen Stand der Wissenschaft und Technik aufweisen. Das Themenspektrum umfasst u.a.:
Weiteren aktuellen KI-bezogene FuE-Ansätze sind möglich, jedoch sind folgende Themenfelder von der Förderung ausgeschlossen, da diese anderweitig adressiert wurden:
Die beteiligten KMU müssen die treibende Kraft der Projektes sein.
Hierzu wird der bereits bestehende Innovationsgutschein Hightech in die Innovationsgutscheine "Hightech Start-Up" und "Hightech Digital" aufgeteilt werden. Vorhaben, bei denen die Inanspruchnahme externer Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen unterstützt wird, werden beispielsweise im Bereich digitale Transformation von Geschäftsmodellen, Anwendungsprojekte Industrie 4.0, Vernetzte Systeme und Prozesse, Internet der Dinge, Smart Services, hochflexible Automatisierung, Big-Data-Projekte, Simulationsmodelle, Anwendung von Virtual und Augmented Reality oder Embedded Systems liegen.
Der Zuschuss beträgt bis zu 20.000 Euro und deckt bis max. 50 Prozent der Ausgaben ab, die dem Unternehmen in Rechnung gestellt werden. Zum Erhalt der Höchstfördersumme müssen demnach mindestens 40.000 Euro (netto) an förderfähigen Ausgaben nachgewiesen werden.
Basierend auf Schlüsseltechnologien wie den Informations- und Kommunikationstechnologien, der Elektronik, der Robotik und der Bionik, optimieren sie das Zusammenspiel von Mensch und Technik. Erfolgreiche MTI-Lösungen entstehen oft durch interdisziplinäres Forschen, Entwickeln und Verwerten. Auf diese Weise entstehen innovative Lösungen, die Menschen in immer mehr Lebensbereichen unterstützen – von der mitdenkenden Wohnung über die intelligente Mobilität und die Gesunderhaltung bis hin zur assistierten Pflege.
Im Zeitalter interaktiver Technologien reagiert Technik nicht mehr nur auf Impulse durch den Menschen, sondern agiert zunehmend eigenständig. Die Förderung zielt darauf, an die Stelle einer starren und mechanischen Funktion eine natürliche und den menschlichen Sinnen entsprechende Interaktion zwischen Mensch und Technik zu setzen. Dabei lernt die Technik von und mit dem Menschen – und dies ohne den Menschen und sein Handeln vollständig zu überwachen oder zu vermessen.
Gefördert werden Forschungs- und Entwicklungsvorhaben aus einem breiten Themenspektrum, die ihren Schwerpunkt an den drei Themenfeldern im MTI-Forschungsprogramm orientieren:
Zu diesem Spektrum zählen beispielhaft im Themenfeld "Intelligente Mobilität" Fahrerassistenzsysteme, Intentionserkennung und Nutzererleben, im Themenfeld "Digitale Gesellschaft" Robotik, Wohnen/Wohnumfeld, vernetzte Gegenstände (im Kontext von Robotik, Wohnen/Wohnumfeld), Interaktionskonzepte sowie im Themenfeld "Gesundes Leben" körpernahe Medizintechnik, Implantate, Prothesen/Orthesen und Pflegetechnologien.
Weiterbildungsmöglichkeiten für Mitarbeitende und Unternehmer:innen zum Thema künstliche Intelligenz.
Eingerichtet an beruflichen Schulen dienen sie in erster Linie der Vorbereitung von Fach- und Nachwuchskräften auf die Anforderungen der Industrie 4.0, indem sie Auszubildende und Teilnehmer an Weiterbildungskursen an die Bedienung von Anlagen auf Basis realer Industriestandards heranführen. Die Lernfabriken helfen dabei, das abstrakte Konzept von Industrie 4.0 für Nachwuchskräfte und Beschäftigte greifbar zu machen.
Die Stuttgarter Produktionsakademie ist innerhalb des größten Standorts für Produktionsforschung in Europa angesiedelt – bestehend aus dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) sowie den Universitätsinstituten Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF), Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen (IfW) und dem Institut für Werkzeugmaschinen.
Publikationen und Studien zu Digitalisierungsthemen im Bereich künstliche Intelligenz.
Bereits heute gelten HMI als Aushängeschild und Treiber für positive Nutzererlebnisse und stellen als fester Bestandteil des Maschinendesigns einen wesentlichen Wettbewerbsfaktor dar. Viele kleine und mittlere Unternehmen (KMU) stehen bei der konsequenten Ausrichtung ihrer Prozesse, Produkte und Geschäftsmodelle an die Bedingungen einer vernetzten digitalen Welt jedoch vor großen Herausforderungen.
Die vorliegende Studie ist Teil einer Studienreihe des Business Innovation Engineering Centers (BIEC) und unterstützt Unternehmen – insbesondere KMU – bei der Entwicklung von HMI. Dabei können Entwickler auf verschiedene digitale Werkzeuge zurückgreifen, aus welchen es das für einen konkreten Anwendungsfall Passende zu wählen gilt. Die Studie bietet Entscheidern und Entwicklern dazu zunächst einen Überblick über den aktuellen Stand von am Markt erhältlichen HMI-Lösungen. Darüber hinaus werden konkrete Entscheidungskriterien vorgestellt, praxisrelevantes Wissen zur Gestaltung von Nutzererlebnissen vermittelt und so eine systematische Orientierungshilfe beim Design- und Entwicklungsprozess gegeben.
Technische Systeme, wie Fahrerlose Transportsysteme, RFID-basierte Logistiksysteme oder kooperierende, assistierende Roboter sind durch eigene Handlungen geprägt, die neue Anforderungen an Sicherheit und die Strukturierung von Arbeitsprozessen in der Wirtschaft nach sich ziehen. Technik im autonomen Einsatz erfordert neue Schnittstellen für die Kooperation von Mensch und System.
Im Rahmen der Begleitforschung zum BMWi-Förderprogramm AUTONOMIK werden Untersuchungen durchgeführt, welche Technologieentwicklungen nötig sind, um diese Herausforderungen zu meistern. Es werden Risikoanalysen thematisiert, die einen möglichst problemlosen und effektiven Einsatz autonomer Systeme durch optimale Mensch-Technik-Interaktion möglich machen.
Im Unterschied zu bisherigen Untersuchungen wird in dieser Studie zwischen den grundlegenden KI-Technologien, den konkreten KI-Anwendungen und den Wertschöpfungsstufen des produzierenden Gewerbes differenziert. So ermöglicht die Studie eine Bestandsaufnahme der derzeitigen Implementierung der KI, die Erfassung relevanter Systemvoraussetzungen sowie die Identifizierung der wichtigsten Wertschöpfungspotenziale innerhalb der nächsten fünf Jahre. Die Ergebnisse sind abschließend in einer Analyse der Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken für das verarbeitende Gewerbe in Deutschland zusammengefasst und in Handlungsempfehlungen gebündelt. Außerdem erhalten Leser einen Überblick über die räumliche Ansässigkeit von Akteuren der Grundlagenforschung und des Technologietransfers im Bereich der Künstlichen Intelligenz.
Durchgeführt wurde die Studie von der Begleitforschung des BMWi-Technologieprogramms PAiCE unter der Federführung der VDI/VDE Innovation und Technik GmbH. Mit dem Technologieprogramm „PAiCE – Digitale Technologien für die Wirtschaft“ fördert das BMWi 16 Projekte aus Wissenschaft und Industrie, die den Einsatz digitaler Technologien in industriellen Prozessen und Anwendungen erproben.
Jeder kennt das »Periodensystem der Elemente« aus dem Chemieunterricht. Das Periodensystem ist ein intuitiver und schneller »Lego-Baukasten«, der uns unterstützt, komplizierte Zusammenhänge zwischen Bausteinen (Atomen) und Molekülen (Naturstoffe, Steine oder Metalle) intellektuell zu erfassen.
Der amerikanische Informatiker Kristian Hammond hat den Versuch unternommen, eine Lingua Franca für künstliche Intelligenz zu konzipieren. In Anlehnung an die Chemie bezeichnet er sie als »Periodensystem der Künstlichen Intelligenz«. Das Periodensystem der Künstlichen Intelligenz unterstützt dabei, den Begriff KI auf Geschäftsprozesse abzubilden und ein Verständnis der Elemente aufzubauen – ähnlich wie im Periodensystem der chemischen Elemente. Der Ansatz hilft beim Verständnis und bei der Einschätzung von Marktreife, Aufwänden, benötigtem Maschinentraining sowie Wissen und Erfahrungen der Mitarbeiter.
Künstliche Intelligenz hat die Forschungslabore verlassen und durchdringt atemberaubend schnell Alltag und Arbeitswelt in Form sprechender Geräte und digitaler Assistenten, kooperativer Roboter, autonomer Fahrzeuge und Drohnen. Das Smart Data Forum machte Ergebnisse aus der deutschen und internationalen Spitzenforschung für den Mittelstand leicht zugänglich und hilft bei der erfolgreichen Umsetzung innovativer Digitalisierungskonzepte und Technologien in der unternehmerischen Praxis.
Beispiele aus neun Einsatzbereiche werden vorgestellt und abhängig von der Aufgabe und den verarbeiteten Daten weiter untergliedert. Der Beispielsammlung vorangestellt sind ein kurzer Abriss zur Geschichte der Künstlichen Intelligenz, die wichtigsten Konzepte des Maschinellen Lernens als aktuelle Schlüsseltechnologie für intelligente Lösungen und ein Ausblick auf Trends in der Forschung.
Die präsentierten Ergebnisse basieren außerdem auf weiteren, bei Fraunhofer im Jahr 2017 beauftragten Analysen des Marktes, des Forschungsgebietes und der Ausbildungssituation.
