Künstliche Intelligenz: von der Forschungsidee bis zur gesellschaftlichen Revolution - Empolis Blog

Künstliche Intelligenz: von der Forschungsidee bis zur gesellschaftlichen Revolution

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Eine kurze Geschichte der KI-Forschung in Deutschland

Es war im Frühsommer 1987, als Klaus-Dieter Althoff, damals Mitarbeiter am DFG-Sonderforschungsbereich 314 im Gebäude 14 am Lehrstuhl Expertensysteme/DFKI in der Fachzeitschrift „KI – Künstliche Intelligenz“ einen Beitrag fand, der ihn sofort fesselte.

Ein Artikel aus dem Bereich der „Cognitive Science“ beschäftigte sich sehr kurz mit neuen Arbeiten an der Yale University zum episodischen Gedächtnis. Die Idee der beiden Wissenschaftler Janet Kolodner und Roger Schank war – wie fast alle sehr guten Ideen – sehr einfach.

Sie beobachteten in ihren Experimenten, dass Experten, wie beispielsweise Ärzte oder Anwälte, ihr Wissen und ihre Erfahrung nicht wie erwartet in Form von WENN-DANN-Regeln, sondern in Form von konkreten Episoden (Fallbeispielen) speicherten. Für ein neu auftretendes Problem nutzen sie genau diese gespeicherten Episoden zur Problemlösung. Sie erinnerten sich an ähnliche Fälle aus der Vergangenheit und übertrugen die erfolgreiche Problemlösung einfach auf den aktuell vorliegenden Fall.

Roger Schank brachte es später so auf den Punkt: „Alles was wir haben sind Geschichten, und Methoden, diese Geschichten zu finden und zu nutzen.“ (aus: „Knowledge and Memory: The Real Story, Schank, Abelson, 1995)

Das war eine völlig neue Erkenntnis. Wenn Menschen damit in der Lage wären, wirklich komplexe Probleme schnell und sicher zu lösen, müsste sich dieses Verfahren doch auch auf einen Computer übertragen lassen. Die beiden Wissenschaftler nannten ihren Ansatz „CBR: Case-based Reasoning“ oder auf Deutsch „Fallbasiertes Schließen – Problemlösen auf Basis konkreter Fallbeispiele“.

Klaus-Dieter Althoff ließ diese Idee einfach nicht mehr los. Wenn es gelänge, diesen theoretischen Ansatz aus der Cognitive Science in praktisch anwendbare Computerprogramme zu implementieren, so wäre dies eine Revolution in der Technologie der Expertensysteme.

Eine ansteckende Idee

Innerhalb sehr kurzer Zeit hatte er mehrere Studenten, darunter auch den Autor dieses Artikels, mit seinem Enthusiasmus angesteckt. Die Aktivität an seinem Lehrstuhl blieb natürlich auch Professor Michael M. Richter, Mathematiker und weltweit renommierter Logiker, nicht verborgen. Er wollte verstehen, was seine Mitarbeiter und Studenten so heiß diskutierten. Schnell hatte er das Anwendungspotenzial des neuen CBR-Ansatzes erkannt. Nach seinem, für einen Logiker eher ungewöhnlichen, wissenschaftlichen Leitspruch „Logik ist sehr faszinierend. Sie hilft uns aber nicht, die reale Welt zu verstehen“, war auch er sofort von diesem eher approximativen Ansatz begeistert.

Insbesondere fasziniert ihn – bis heute – der zentrale Begriff der Ähnlichkeit. Was allen Beteiligten an diesem Tag sicher nicht klar war: Genau in diesem Moment wurde ein neuer Forschungszweig in Europa – wenn nicht sogar weltweit – geboren und der Grundstein für eine erfolgreiche Firmenausgründung gelegt, das Unternehmen Empolis.

Von der Idee zu großen Forschungsprojekten

Über sehr viele Studien-, Projekt- und Diplomarbeiten, Promotionen, großen Forschungsprojekten der Europäischen Union z. B. INRECA I + II und in Zusammenarbeit mit sehr vielen Partnern, auch dem Fachbereich Maschinenbau der TU, wurde ganz langsam aus einer ganz vagen Idee eine ganz reale Software. Diese konnte an konkreten Problemen der Industrie wie z. B. der Diagnose von CNC-Werkzeugmaschinen oder der Diagnose von Flugzeugtriebwerken erfolgreich erprobt werden.

Im Jahre 1991 wollte die Pfaff Nähmaschinen AG aus Kaiserslautern die CBR-Technologie kaufen, um sie in der Produktion einzusetzen. Es war klar, dass ein solcher Auftrag eines Industriekunden nicht im Umfeld der Universität oder des DFKI abgewickelt werden konnte. Eine Firma mit dem Namen tec:inno GmbH wurde von Professor Richter, Ralph Traphöner und einigen weiteren Mitarbeitern des Lehrstuhls gegründet.

Über verschiedene Stationen, Fusionen, Akquisitionen und mit verschiedenen Eigentümern, wie der tecmath AG (Dr. Wilhelm Krüger), der Bertelsmann AG und Attensity entwickelte sich das Unternehmen Empolis wie auch das Forschungsfeld CBR stetig und erfolgreich weiter.

Bereits 1993 fand die erste europäische „Case-Based Reasoning Konferenz“ in der Nähe von Kaiserslautern statt. 1997 erhielt Empolis für die CBR-Software den Innovationspreis des Landes Rheinland-Pfalz, die erste in einer ganzen Reihe von Auszeichnungen von Empolis. Heute firmieren wir als Empolis Information Management GmbH mit fast 200 Mitarbeitern (neben Kaiserslautern an drei weiteren Standorten) und Kunden auf der ganzen Welt.

KI und Empolis

Der Schwerpunkt liegt immer noch im Bereich des produzierenden Gewerbes: Wir unterstützen Servicemitarbeiter im Call-Center, in der Werkstatt oder Außendienst-Techniker dabei, schnell die richtigen Entscheidungen zu treffen, indem die Servicemitarbeiter auf alle für eine schnelle Problemlösung hilfreichen Informationen zugreifen können. Aber auch Steuerberater, Analysten, Ärzte und Berater nutzen die Entscheidungsunterstützung mit Hilfe der Künstlichen Intelligenz. Oftmals ohne dass diese Technologie den meisten Nutzern in ihrer alltäglichen Arbeit überhaupt bewusst ist.

Die KI hat in den letzten vier Jahren, in Form der sogenannten Deep-Learning-Algorithmen, unterstützt von Big Data und dem Zuwachs an Rechenpower, enorme Fortschritte gemacht. Der Mensch wurde in GO (das schwierigste Brettspiel, das wir Menschen kennen), in zahlreichen Computerspielen wie z. B. Star Craft und erst vor kurzem sogar im Poker (ein Spiel mit unvollständigen Informationen) in seine Schranken verwiesen und musste sich der Maschine geschlagen geben.

Kleine Schritte, große Erfolge

So klein diese Erfolge vielleicht aus der Ferne betrachtet wirken, so gigantisch sind sie in Wirklichkeit, wenn man sie im Detail analysiert. Eine technologische Revolution, die bis vor kurzem noch völlig undenkbar war und deren gesellschaftliche Auswirkungen wir heute im besten Fall erahnen können.

Für uns als Unternehmen ist es eine Chance, unsere eigenen Technologien weiterzuentwickeln und den sich abzeichnenden Trend von der Entscheidungsunterstützung hin zur Entscheidungsautomatisierung für unser weiteres Wachstum zu nutzen.

Persönlich finde ich sehr spannend an dieser aktuellen KI-Revolution, dass die Grundlagen dazu ebenfalls vor 30 Jahren gelegt wurden, auch hier an der TU Kaiserslautern. Die ersten Arbeiten der beiden Elektroingenieure Warren McCulloch und Walter Pitts zu neuronalen Netzen erschienen bereits 1943.

Heutzutage, da überall Artikel zur Künstlichen Intelligenz erscheinen, muss ich sehr oft an meine erste Vorlesung an der TU Kaiserslautern denken: Professor Dr. Theo Härder vom Lehrstuhl Datenbanken berichtete über seine Schwierigkeiten, in 30 Jahren die neue Idee der relationalen SQL-Datenbanken vom Labor in die industrielle Praxis zu bringen. Damals war ich als sehr junger Student noch fest davon überzeugt, dass es bei mir einmal ganz sicher schneller gehen würde. Manchmal braucht man aber doch ein wenig Geduld bis zum wirklich großen Durchbruch – genau 30 Jahre.

 Epilog

In 2019 findet die inzwischen 27. Internationale CBR Konferenz (ICCBR) wieder in Kaiserslautern statt. Empolis ist selbst stolzer Gesellschafter des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI). Dr. Klaus-Dieter Althoff ist Leiter des Competence Center CBR am DFKI und Professor für Informatik an der Universität Hildesheim. Ralph Traphöner ist noch immer bei Empolis und arbeitet an der Anwendung unserer Technologien im Internet der Dinge. Prof. Dr. Michael M. Richter hat das erste umfassende Lehrbuch zu CBR verfasst. Er ist an der University of Calgary noch in der Forschung aktiv und ist Professor Emeritus der TU Kaiserslautern.

Bildhinweis: v.l.n.r. Prof. Dr. Klaus-Dieter Althoff, Prof. Dr. Michael Richter, Dr. Stefan Wess, Ralph Traphöner

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Über den Autor

Stefan Wess

Dr. Stefan Wess, Diplom Informatiker, ist anerkannter High-Tech-Experte und verfügt über langjährige, internationale Erfahrung im Bereich der Unternehmensführung. Er ist über viele Jahre Autor und Herausgeber von mehreren Büchern und zahlreicher Fachartikel zum Thema „Künstliche Intelligenz“. Im Laufe seiner beruflichen Karriere bekleidete er die Position des Technical Managers beim amerikanischen CRM-Software-Anbieter Inference Corp. (heute eGain Corp.). Er war Vorstand der tecmath AG (heute Avid) und Geschäftsführer der tec:inno GmbH. Von 2000 bis 2008 war Dr. Wess CTO und später CEO eines Tochterunternehmens der Bertelsmann arvato AG, Gütersloh und Geschäftsführer der arvato Middle East in Dubai. Später wurde er Mitglied im Management Board der Attensity Group, Palo Alto, aus der er im Jahr 2012 die Empolis Information Management GmbH ausgründete. Dr. Wess ist Mitglied im Aufsichtsrat des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz, im Aufsichtsrat der RS Media AG, Singen und Kurator der Fraunhofer Gesellschaft. In seiner Freizeit ist er Motorradfahrer aus Leidenschaft und immer noch ein Computer-Nerd.

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