Künstliche Intelligenz Revolution: Die softwaredefinierte Zukunft

Von Stan Schneider Lesedauer: 9 min

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Der Fortschritt künstlicher Intelligenz (KI) ist unaufhaltsam und revolutionär. In naher Zukunft wird KI eine dominierende Rolle bei der Verwaltung und dem Betrieb alltäglicher Infrastrukturen einnehmen. Mit Geschwindigkeit und Effizienz, die wir bisher nicht kannten, eröffnet die KI uns eine neue Ära des Wandels.

Die Revolution durch Künstliche Intelligenz: Eine Betrachtung des Potenzials
Die Revolution durch Künstliche Intelligenz: Eine Betrachtung des Potenzials
(Bild: Copyright (c) 2022 Blue Planet Studio/Shutterstock. No use without permission.)

In naher Zukunft wird KI eine dominierende Rolle bei Verwaltung und Betrieb alltäglicher Infrastrukturen - von Verkehrssystemen bis hin zu Stromnetzen - spielen, indem sie Entscheidungen trifft und Aufgaben mit noch nie dagewesener Geschwindigkeit und Effizienz ausführt.”– Chat GPT

Dies ist das erste Mal, dass ich eine künstliche Intelligenz (KI) schriftlich zitiere. Es wird wohl nicht das letzte Mal sein. Denn wir leben in einer Zeit des vielleicht größten Wandels der Geschichte. Erstmals in der Geschichte gibt es eine grundlegend neue Quelle der Intelligenz. Und diese Intelligenz wächst, und zwar schnell. Nichts wird mehr so sein, wie es einmal war.

Es mag extrem erscheinen, dies als eine der tiefgreifendsten Umwälzungen der Geschichte zu bezeichnen. Aber lassen Sie uns die wirklich tiefgreifenden Veränderungen in einem möglichst großen Bild betrachten:

Das ganz große Bild. Das Universum ist ungefähr 14 Milliarden Jahre alt. Wenn wir davon ausgehen, dass es noch weitere 14 Milliarden Jahre andauern wird, umfasst dies den Ursprung und das Ende von allem, was wir kennen, von allen Lebewesen, der Zivilisation, der Wissenschaft und sogar der Science Fiction. Natürlich gab und gibt es in dieser Zeit viele Veränderungen. Aber es gibt eindeutig etwas ganz Neues, das gerade erst begonnen hat: die Technologie. Am auffälligsten ist, wie früh wir uns in der technologischen Entwicklung befinden. Würde man den obigen Pfeil maßstabsgetreu zeichnen, wäre die rote Linie - ein 750-jähriger Übergang von den Anfängen der Wissenschaft bis zur Ära von Star Trek - nur wenige Atome dick. Wir leben in einer besonderen Zeit.

Diese kleine rote Linie umfasst die ersten Wissenschaften, Computer, intelligente Objekte, Autonomie und einen wirklich intelligenten Planeten. Das Tamagotchi, ein einfaches elektronisches „Haustier", das Pflege brauchte, um „am Leben" zu bleiben, mag fehl am Platz erscheinen. Aber als es vor 25 Jahren auf den Markt kam, war es das erste „intelligente" Gerät, das auf der Welt auftauchte. Es ist das elektronische Gegenstück zum ersten Einzeller, das als ‚Smart Thing‘ in die freie Wildbahn entlassen wurde.

Warum das so tiefgreifend ist? Wie eine neue Lebensform entwickelt sich die künstliche Intelligenz weiter, um mit der natürlichen Intelligenz zu konkurrieren. Dies ist wirklich ein entscheidender Moment. Nach dieser roten Linie wird nichts mehr so sein wie vorher.

Die rote Linie. Vor der roten Linie entstand Intelligenz nur durch natürliche Selektion zur Erhaltung und Vermehrung von Genen. Danach ist KI eine neue Quelle wachsender Intelligenz.

KI kann und wird Autos, Verkehrssteuerung, urbane Mobilität, Züge, erneuerbare Energien, Krankenhausausrüstung, chirurgische Roboter, Marinesysteme, Luftverteidigung, Avionik, Simulation und Training steuern. Sie wird dafür sorgen, dass der ganze Planet besser funktioniert. Doch so einfach ist es nicht. Heutige KI-Systeme wie ChatGPT laufen in der Cloud. - und Cloud-KI alleine kann die Welt nicht verändern.

Um in der realen Welt zu funktionieren, muss die KI mit den Sensoren und Aktoren (Motoren) verbunden sein, die es ihr ermöglichen, Dinge wahrzunehmen und zu handeln. Und diese Verbindung muss zuverlässig genug sein, um ihr zu vertrauen, schnell genug, um zu handeln, skalierbar genug, um riesige verteilte Infrastrukturen zu verwalten, und konzeptionell sauber genug, um Tausende oder Millionen von Komponenten zu organisieren. Intelligente reale Systeme müssen eine Menge Software auf eine Weise miteinander verbinden, die sich grundlegend von allen anderen Softwaresystemen der Welt unterscheidet. Dies ist ein wirklich (wirklich) schwieriges Problem und im Wesentlichen das Thema dieses (und nachfolgender) Blogs:

Das ganz große Bild.  Das Universum ist ungefähr 14 Milliarden Jahre alt.  Wenn wir davon ausgehen, dass es noch weitere 14 Milliarden Jahre andauern wird, umfasst dies den Ursprung und das Ende von allem, was wir kennen, von allen Lebewesen, der Zivilisation, der Wissenschaft und sogar der Science Fiction. Natürlich gab und gibt es in dieser Zeit viele Veränderungen. Aber es gibt eindeutig etwas ganz Neues, das gerade erst begonnen hat: die Technologie. Am auffälligsten ist, wie früh wir uns in der technologischen Entwicklung befinden. Würde man den obigen Pfeil maßstabsgetreu zeichnen, wäre die rote Linie - ein 750-jähriger Übergang von den Anfängen der Wissenschaft bis zur Ära von Star Trek - nur wenige Atome dick. Wir leben in einer besonderen Zeit.
Das ganz große Bild. Das Universum ist ungefähr 14 Milliarden Jahre alt. Wenn wir davon ausgehen, dass es noch weitere 14 Milliarden Jahre andauern wird, umfasst dies den Ursprung und das Ende von allem, was wir kennen, von allen Lebewesen, der Zivilisation, der Wissenschaft und sogar der Science Fiction. Natürlich gab und gibt es in dieser Zeit viele Veränderungen. Aber es gibt eindeutig etwas ganz Neues, das gerade erst begonnen hat: die Technologie. Am auffälligsten ist, wie früh wir uns in der technologischen Entwicklung befinden. Würde man den obigen Pfeil maßstabsgetreu zeichnen, wäre die rote Linie - ein 750-jähriger Übergang von den Anfängen der Wissenschaft bis zur Ära von Star Trek - nur wenige Atome dick. Wir leben in einer besonderen Zeit.
(Bild: RTI)

Wie können wir es der Intelligenz unserer Zukunft ermöglichen, die physische Welt unserer Vergangenheit zu steuern?

Überraschenderweise liegt die Antwort nicht in Algorithmen oder Prozessoren. Der Schlüssel zum Fortschritt, das Wissen, das all diese intelligenten Systeme praktisch macht, ist die Bedeutung von Daten. Der wichtigste Unterschied zwischen Cloud-Systemen und Systemen in der realen Welt besteht darin, wie die KI an diese Daten gelangt.

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Doch bevor wir dazu kommen, werfen wir einen Blick auf das Potenzial ...

Ein Blick in die Zukunft

Blicken wir in eine mögliche Zukunft in 25 Jahren. Nach dem Mooreschen Gesetz werden Chips bis dahin 100.000 mal leistungsfähiger sein als heute. Dann werden selbst mobile Chips dauerhaft 1,0 exaFLOPs leisten können. Diese Leistung wird unseren Planeten verändern ...

Drohnen und Transporter fliegen erstaunlich leise durch die Luft. Taschen auf Rädern folgen ihren Besitzern auf dem Bürgersteig. eScooter mit und ohne Passagiere fügen sich nahtlos in den Mix ein. Größere Transportmittel, von der Ein-Personen-Kapsel bis zum vollwertigen Bus, sind auf den Straßen unterwegs. Die Passagiere sind Mitfahrer, nicht Fahrer. Die wenigen Personen, die diese Flotten steuern, haben andere Aufgaben als das Fahren, von der Hilfe beim Ein- und Aussteigen bis hin zur Entscheidung, wohin die Reise gehen soll. Es gibt keinen Verkehrsstau, keine Wartezeiten, kein Hupen und keine Parkplätze.

Es gibt auch weniger Sicherheitsprobleme. Als ehemaliger Sicherheitsforscher in der Automobilindustrie behaupte ich in aller Bescheidenheit, dass Sicherheit nicht die größte Herausforderung der Autonomie ist. Die Messlatte für Autonomie sollte nur so hoch sein, dass sie die erschreckende Sicherheitsbilanz des Menschen übertrifft. In vielen Bereichen liegt die Messlatte nicht so hoch. Am Ende wird das autonome Fahren sicherer sein - viel sicherer - als der menschliche Fahrer. Wie ein gefährlicher Fahranfänger wird auch die Autonomie reifen. Es braucht nur ein paar Jahrzehnte Erfahrung.

Die rote Linie. Vor der roten Linie entstand Intelligenz nur durch natürliche Selektion zur Erhaltung und Vermehrung von Genen. Danach ist KI eine neue Quelle wachsender Intelligenz.
Die rote Linie. Vor der roten Linie entstand Intelligenz nur durch natürliche Selektion zur Erhaltung und Vermehrung von Genen. Danach ist KI eine neue Quelle wachsender Intelligenz.
(Bild: RTI)

In Krankenhäusern interagiert das Personal mit den Patienten und bespricht die Behandlung, anstatt von Zimmer zu Zimmer zu gehen und jede Aktion zu dokumentieren. Technologie ist heute ein unverzichtbarer Bestandteil des Pflegeteams. Noch vor wenigen Jahren musste das Personal vor Ort sein, um sicherzustellen, dass die Geräte funktionieren, um Messwerte und Warnsignale zu interpretieren und um eine ständige Überwachung zu gewährleisten. Sogar auf der Intensivstation wurden die Patienten nur etwa stündlich kontrolliert. In Zukunft erfolgt die Patientenüberwachung durch Maschinen, die durch künstliche Intelligenz ergänzt werden, um Alarmmeldungen zu verbessern und Behandlungsempfehlungen zu geben. Die größten Probleme der Vergangenheit, z.B. das Erkennen einer Verschlechterung des Patientenzustands, Änderungen der Medikamentendosis, Übermüdung des Personals und einfache, aber gefährliche Fehler, gehören der Vergangenheit an. Die Maschinen übernehmen den normalen Ablauf und erkennen, was nicht normal ist. Das Personal kann sich nun voll und ganz auf entscheidende klinische Entscheidungen und die individuelle Pflege konzentrieren.

Im Operationssaal führen Roboter fast alle Operationen durch. Roboter gibt es in allen möglichen Formen wie flexible Schläuche, schlangenartige Arme, krakenartige Greifer. Sie imitieren nicht die menschliche Hand, sondern passen sich den Winkeln und Spalten des Patienten fast ohne Schnitte an. Gesteuert werden sie von immer präziseren und intelligenteren Bildern und Scans. Remote Teams helfen Chirurgen, schwierige Verfahren zu erlernen und zusammenzuarbeiten.

Neue medizinische Technologien reduzieren die Arbeitsbelastung und Frustration des Personals, unterstützen Ärzte bei der Zusammenarbeit und machen eine bessere Gesundheitsversorgung zugänglicher und erschwinglicher. Da KI viel leichter zu verteilen ist als hochqualifizierte Ärzte, ist die bessere Versorgung der gesamten möglich.

Buchtipp

Das Fachbuch „Künstliche Intelligenz“ bietet eine fundierte Einführung in die Grundlagen der Künstlichen Intelligenz und der neuronalen Netze. Anhand von Beispielen aus der Unternehmenspraxis werden mögliche Einsatzgebiete aufgezeigt und Wege dargelegt, wie Unternehmen die Potenziale von Künstlicher Intelligenz erkennen und strategisch umsetzen können.

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In der Welt der Verteidigung kann die Technologie, obwohl sie die Tötungswirkung zu erhöhen scheint, die Wahrscheinlichkeit eines Kriegs verringern. Intelligente verteilte Netzwerke verbinden Sensoren, Schützen und Entscheidungsträger eng miteinander. Die sich daraus ergebenden umfassenden Informationssysteme sind weitaus verständlicher - dies beseitigt einen Großteil des „Kriegsnebels" und trägt zur Beruhigung der internationalen Nerven bei. Realistische Simulationen im globalen Maßstab verbessern die Ausbildung und verringern das Risiko von Fehlentscheidungen. Sogar die Angst vor Terrorismus wird durch langlebige Überwachungsdrohnen gemindert. Unter dem Strich schrecken Verteidigungsstärke und ein verbesserter Informationsfluss von Konflikten ab. Insgesamt wird die Welt von Jahr zu Jahr sicherer.

Und die Umwelt? Der Verkehr ist auf jeden Fall umweltfreundlicher geworden. Es gibt nur noch wenige Fahrzeuge, die Abgase ausstoßen; Elektrofahrzeuge sind die Norm. Auch in der Stadt wird elektrisch geflogen; moderne Propeller und Schubdüsen sorgen für Ruhe. Hyperloops, die zu 100 % mit Solarenergie betrieben werden, überbrücken Entfernungen schneller als Flugzeuge. Intelligente Autos sind nicht nur sicherer und effizienter. Sie verringern auch die Luftverschmutzung und sorgen für weniger überfüllte Parkplätze in den Städten.

Auch das Stromnetz nutzt die unzuverlässigen Energiequellen Wind und Sonne viel besser. Bereits in den 2020er Jahren übernahm die Wasserkraft die Funktion des Netzausgleichs, indem sie einsprang, wenn erneuerbare Energien ausfielen, und sich zurückzog, wenn Wind und Sonne im Überfluss vorhanden waren. Dieses Konzept wird nun auf andere Erzeugungsarten und Speichertechnologien ausgeweitet. Mit der verteilten Steuerung machen wir den Traum von grüner Energie wahr.

Das mag nach Science Fiction klingen, ist es aber nicht. Bei all diesen Anwendungen handelt es sich um (Projektionen von) aktuellen Kundenprojekten unseres Unternehmens. Es sind frühe Anwendungen auf dem Weg zu einem wirklich intelligenten Planeten.

Der Schlüssel zur softwaredefinierten Zukunft

Daten sind der Motor der KI – es geht darum Daten zu sammeln und daraus zu lernen. So funktionieren „digitale Zwillinge" und Verbrauchermodelle. Aber die Vorstellung, dass Daten etwas Statisches sind, das „gesammelt" werden kann, ist in der realen Welt nicht praktikabel. Die heutigen cloudbasierten KIs haben Tage, Monate, Jahre oder Jahrzehnte Zeit, um herauszufinden, welche Werbung sie uns zeigen sollen. Autos, Flugzeuge, Krankenhäuser und Stromversorgungssysteme bleibt viel weniger Zeit, ihre Umgebung zu verstehen und darauf zu reagieren - diese Systeme funktionieren in Millisekunden.

Der Schlüssel zum intelligenten Planeten liegt also in den Daten. Und der Hauptunterschied zwischen Cloud-Systemen und Systemen in der realen Welt besteht darin, wie die KI an diese Daten gelangt. Zusammengefasst heißt das:

Intelligenz in der Cloud benötigt Daten.

Intelligenz in der realen Welt braucht Datenfluss.

Damit die Welt besser funktioniert, sollten Systeme nicht um Algorithmen, Geräte oder gar Funktionen herum entwickelt werden, sondern um den Datenfluss herum. Diese „Datenzentrierung" organisiert den Datenfluss in gemeinsam genutzten Informationen. Datenzentrierung ist für viele Branchen anpassbar und macht sie alle besser.

Ausblick

Die Ära der sich entwickelnden künstlichen Intelligenz in der realen Welt sollte vielleicht besser als „softwaredefinierte" Welt bezeichnet werden, denn auch wenn die explosionsartige Zunahme der Hardwarekapazitäten dies ermöglicht hat, ist es zunehmend die Software, die bestimmt, wo sie eingesetzt werden kann. Und das wichtigste Merkmal dieser Software ist die Art und Weise, wie sie den Datenfluss steuert. Die richtigen Daten zur richtigen Zeit an den richtigen Ort zu bringen - das ist Edge Intelligence.

Wir sollten eine zentrale Frage untersuchen: Wie können wir es die Intelligenz unserer Zukunft in ermöglichen, die physische Welt unserer Vergangenheit zu steuern? Wir werden uns eingehend mit dem Potenzial und der Realität der softwaredefinierten Zukunft befassen. Wir werden analysieren, wann und wie datenzentriertes Design eingesetzt werden kann, um Intelligenz zu implementieren. Wir werden die Herausforderungen und Vorteile softwaredefinierter Systeme untersuchen, einschließlich Autonomie, Erweiterbarkeit, Online-Interaktion, neuer Geschäftsmodelle und Kosteneinsparungen. Wir werden uns mit den Auswirkungen der tiefgreifendsten aller Veränderungen befassen: der Aktualisierung von im Einsatz befindlichen Produkten, um deren Weiterentwicklung zu ermöglichen.

Und wir werden uns mit Anwendungsfällen der nahen Zukunft befassen, darunter softwaredefinierte Fahrzeuge, softwaredefinierte medizinische Systeme, softwaredefinierte Verteidigung und softwaredefinierte industrielle Automatisierung. ChatGPT und seine Verwandten werden die Art und Weise verändern, wie wir mit dem Internet und Unternehmen interagieren, aber es ist „nur" eine Revolution in der Online-Welt. Softwaredefinierte Systeme werden die Art und Weise verändern, wie die reale Welt funktioniert. Und das ist letztlich viel tiefgreifender.

Eine intelligente Welt funktioniert besser. Echtzeitintelligenz ist wichtig.

(mbf)

* Stan Schneider ist CEO von Real-Time Innovations (RTI), dem größten Anbieter von Software-Frameworks für intelligente Maschinen und realitätsnahe Systeme. Stan Schneider ist außerdem Mitglied des Beirats des IoT Solutions World Congress und der Vorstände des Teleoperations Consortium und des Autonomous Vehicle Computing Consortium (AVCC). Stan hat einen Doktortitel in EE/CS von der Stanford University.

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