22.09.2023

Ihre Modelle visualisieren zukünftige Armut auf Landkarten

Lisette Espín-Noboa entwickelt in Wien mit Big Data Machine-Learning-Modelle und zeigt uns mit Poverty Maps, wo die Ärmsten in Zukunft leben.
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Lisette Espín-Noboa liefert Politiker:innen neue Entscheidungsgrundlagen. Foto: Map Box/OpenStreetMap/Bimal Viswanath
Lisette Espín-Noboa liefert Politiker:innen neue Entscheidungsgrundlagen. Foto: Map Box/OpenStreetMap/Bimal Viswanath

Heuer präsentierte ein wissenschaftliches Team von der Central European University (CEU) und dem Complexity Science Hub (CSH) einen Durchbruch: Sie können Armut auf Landkarten sichtbar machen.

Konkret nahmen sich die Forscher:innen dafür Sierra Leone und Uganda vor. Die beiden Staaten in Subsahara-Afrika zählen zu den ärmsten der Welt. Das Wiener Forscherteam entwickelte dazu das interaktive Online-Tool Poverty Maps, mit dem User:innen die Wohlstandsentwicklung in beiden Ländern vergleichen können. Sogar einen Ausblick auf die Zukunft können die Karten geben. Unmengen abstrakter Daten werden damit auf einen Blick zu aussagekräftiger Information.

Vom Taxiverhalten zu Armutskarten

“Die Idee wäre, dass politische Entscheidungsträger:innen, die Menschen unterhalb der Armutsgrenze helfen möchten, diese Art von Instrumenten nutzen können. Um zu verstehen, wo die Menschen sind, die wirklich Hilfe brauchen”, erklärt Lisette Espín-Noboa im brutkasten-Interview.

Die aus Ecuador stammende Computerwissenschaftlerin ist extra für das Projekt nach Wien gekommen. Sie ist Expertin für Predictive Analytics, Netzwerkanalysen und Machine Learning. Davor arbeitete sie vor allem mit Mobilitätsdaten, auf deren Basis sie Prognosen für die Zukunft erstellte. Espín-Noboa erforschte unter anderem, wie sich Taxis in der Metropole New York verhalten.

Wiederverwendbare ML-Modelle

“Sie gaben mir dieses Projekt und ich hatte die Freiheit, zu schauen, wie es funktioniert”, sagt die Computerwissenschaftlerin. Sie entwickelte ein eigenes Framework für drei Machine-Learning-Modelle. Damit visualisieren die Forscher:innen die Wohlstandsentwicklung auf Landkarten. Am Beispiel von Sierra Leone und Uganda bewies das Team bereits, dass es möglich ist.

Espín-Noboa erklärt, dass sie die Modelle nun auch für andere Länder verwenden. Dafür müsse nur die sogenannte Ground Truth für jedes Land anhand einer eigenen Datenbasis neu in das Modell gefüttert werden. Ground Truth ist die genaue und verlässliche Referenz, anhand derer die Richtigkeit von Daten oder Vorhersagen bewertet wird.

Wie viele Antennen, welche Toilette?

Für die beiden afrikanischen Länder verwendeten die Forscher:innen Umfragedaten als Basis. “In Afrika werden Umfragen zum Haushalt oder Lebensstandard durchgeführt. Diese Fragebögen ermitteln, wie viele Zimmer Ihr Haus hat, welche Art von Toilette Sie benutzen, wie Sie an Ihr Wasser kommen, ob Sie ein Auto habe oder ob Sie eine Haus- und Sanitäranlage haben”, erklärt die Computerwissenschaftlerin. Mit dem Internationalen Wohlstandsindex (IWI) wurden auf dieser Basis dann Grundwerte errechnet.

Hinzugefügt wurden in der Folge weitere Daten, die etwa von Satellitenbildern oder Social-Media-Postings stammen. Daraus konnten Espín-Noboa und ihre Kolleg:innen schließen, wie viele Menschen in einer Region ein iPhone besitzen oder wie viele Antennen sich in einem Gebiet befinden. “Wir dachten: Wenn der Ort viele Antennen hat, bedeutet das wahrscheinlich, dass er wohlhabend ist. Wenn er keine Antennen hat, ist er wahrscheinlich arm”, so Espín-Noboa. Daten aus OpenStreetMap würden wiederum verraten, wie weit die nächste Straße oder Schule entfernt ist.

Zukunftsvorhersagen auch für Europa

Nun versuchen Espín-Noboa und ihr Team diese Karten auch für Österreich und Ungarn zu erstellen. Noch fehlen ihr aber die dafür notwendigen Daten für ihre Modelle. Sie ist deshalb auf der Suche nach Organisationen, die Daten zur Verfügung stellen.

“Wir können nicht einfach die gleichen Daten verwenden, weil die Standards unterschiedlich sind. Etwa fragt man in Ungarn nicht, welche Art von Toiletten jemand benutzt”, erklärt Espín-Noboa. Stattdessen sei in etwa Ungarn aussagekräftiger, wie viel Immobilien kosten. Für jedes Land müsse deshalb eine eigene “Ground Truth” ermittelt werden, dann könnten die entwickelten Modelle für verschiedene Länder verwendet werden, glaubt die Expertin.

Bessere Entscheidungsgrundlage

Das Projekt ist ein Novum, denn bisher verließen sich Entscheidungsträger:innen vor allem auf Volkszählungsdaten, wenn es um den Umgang mit Armut ging. Die Karten stellen die Entwicklung jedoch viel detaillierter dar. “Mit der Ground Truth haben wir Armut vorhergesagt, aber Sie können alles vorhersagen. Wenn Sie fundierte Fakten zum Thema Bildung haben, können Sie etwa auch Bildung vorhersagen”, sagt Espín-Noboa. Sie hofft, dass künftig mehr Tools für politische Entscheidungsträger:innen zur Verfügung stehen – damit diese bessere und zielgerichtete Entscheidungen treffen können.

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SSCH Büro Wien
Das neue SSCH Büro in Wien (c) SSCH

Das ursprünglich im oberösterreichischen Hagenberg angesiedelte Forschungszentrum Software Competence Center Hagenberg (SCCH) findet sich seit November diesen Jahres auch in Wien. Das neu eröffnete Büro in der Bundeshauptstadt ist bei der TÜV AUSTRIA Data Intelligence angesiedelt.

Das Forschungszentrum SSCH befasst sich seit rund 25 Jahren mit Data- & Software-Science. Die außeruniversitäre Einrichtung fokussiert sich dabei auch schon länger auf die enge Zusammenarbeit zwischen Forschung und Startups (brutkasten berichtete).

Office in der Innenstadt 

„Der Hauptsitz des SCCH ist Hagenberg, hier sind wir fest verankert. Allerdings haben wir viele Mitarbeiter:innen aus Niederösterreich oder Wien, die gerne das Angebot eines Büros in Wien nützen. Das bietet uns auch unmittelbaren Zugang zu potenziellen Kunden und neuen Geschäftsmöglichkeiten“, sagt CEO Markus Manz.

Ein weiterer Vorteil für Manz sind die zahlreichen Studierenden in der Stadt: „In Wien finden wir sehr gut ausgebildete Fachkräfte. Regelmäßig vergeben wir Praktika, Masterarbeiten und natürlich auch konkrete Jobangebote. Nicht alle wollen ihren Lebensmittelpunkt nach Oberösterreich verlegen – jetzt können wir ihnen auch hier attraktive Arbeitsplätze vor Ort anbieten.“

Austausch mit TÜV

Das neue SCCH-Büro ist bei der TÜV AUSTRIA Data Intelligence angesiedelt. Diese ist Teil der TÜV Austria Gruppe und entwickelt KI- und Softwarelösungen, die auf die spezifischen Anforderungen von Unternehmen zugeschnitten sind. Ziel ist es, Geschäftsprozesse und Entscheidungen durch digitale Werkzeuge wie Data Engineering, Data Science und Machine Learning zu vereinfachen und zu optimieren.

„Sowohl im Team von TÜV AUSTRIA Data Intelligence als auch beim SCCH arbeiten hochqualifizierte Expert:innen. Der interdisziplinäre Austausch – sei es beim Kaffee oder in gemeinsamen Projekten – bringt beiden Unternehmen spürbare Vorteile“, betont Martin Hofstätter, General Manager von TÜV AUSTRIA Data Intelligence.

Zusammenarbeit bei der Zertifizierung von KI  

Das Joint Venture von TÜV AUSTRIA und SCCH arbeitet in enger Kooperation mit dem Institut für Maschinelles Lernen der JKU Linz daran, die neuesten Standards im Bereich der KI-Sicherheit zu entwickeln und zu sichern. „Wir beobachten ein steigendes Interesse an der Zertifizierung von KI-Systemen. Hier in Wien können wir unser Know-how optimal an Kunden, Interessensvertretungen und Netzwerkpartner weitergeben“, sagt Markus Manz.

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