06.11.2024
GASTBEITRAG

Wie Künstliche Intelligenz das Lernen verändert: Chancen, Herausforderungen und die Zukunft der Bildung

Gastbeitrag. GoStudent-Founder Felix Ohswald fasst zusammen, welche Entwicklungen KI im Bildungssektor vorantreibt. Und was es braucht, sich an diesem Wendepunkt in die richtige Richtung zu begeben.
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© brutkasten - Felix Ohswald, Gründer GoStudent.

Künstliche Intelligenz (KI) revolutioniert, wie wir lernen, und treibt einige der spannendsten Entwicklungen im Bildungs- und EdTech-Sektor voran. Jahrzehntelang blieben Bildungssysteme weitgehend unverändert. Jetzt ermöglicht KI personalisierte Lernerfahrungen, unterstützt bei der Vorbereitung und bietet neue Möglichkeiten, Fortschritte zu verfolgen – und das in rasantem Tempo. Doch die Bedeutung dieser Veränderung reicht weit über Effizienz hinaus: Es geht darum, lebenslanges Lernen zu fördern, kritische Fähigkeiten zu entwickeln und Bildung auf neue Weise zugänglich zu machen. Zwei Jahre nach dem Start von ChatGPT stehen wir an einem Wendepunkt, an dem KI das Potenzial hat, Bildung tiefgreifend zu bereichern. Die Frage ist nun, wie wir KI gezielt nutzen, um Lernprozesse nachhaltig zu verbessern, statt sie nur zu beschleunigen.

KI in der frühkindlichen Bildung

Mithilfe von KI können bereits die Kleinsten auf innovative Weise gefördert werden. Jedes Kind hat potenziell per Smartphone oder Tablet Zugang zu einem personalisierten Avatar, der nicht nur spielerisch Wissen vermittelt, sondern Kreativität anregt und jederzeit verfügbar ist. Diese digitale Begleitung kann Kinder dabei unterstützen, spielerisch und intuitiv zu lernen – und das in einem unheimlichen Tempo, denn Kinder lernen erwiesenermaßen deutlich schneller als Erwachsene. Der Zugang zu solchen digitalen Lernbegleitern wird entscheidend, um frühkindliche Bildung umfassender und zugänglicher zu gestalten.

KI in der schulischen Bildung

KI ist dabei, ein noch mächtigeres Werkzeug zu werden als das Internet selbst. Sie schafft für Schüler:innen und Lehrkräfte neue Möglichkeiten, Wissen in Echtzeit abzurufen und verständlich zu machen. Der gesamte Wissenspool steht per Knopfdruck und über einfache Befehle zur Verfügung. Um das volle Potenzial von KI zu nutzen, ist es jedoch notwendig, Lehrkräfte entsprechend auszubilden. Nur so kann diese Technologie als sinnvolles und verantwortungsvolles Bildungsinstrument genutzt werden.

KI im Bildungsbereich

Die vergangenen zwei Jahre haben gezeigt, wie schnell KI-gestützte Tools im Bildungsmarkt Fuß fassen. Von personalisierten Quizfragen bis hin zu digitalen Lehrkräften wie “Amelia”, der KI-Tutorin von GoStudent, gibt es inzwischen eine Vielzahl an Ressourcen, die gezielte und individualisierte Lernerfahrungen ermöglichen.

Eine der größten Herausforderungen besteht darin, den Lernprozess so zu strukturieren, dass Schüler:innen mit KI tatsächlich mehr lernen – nicht weniger. Engagement ist entscheidend für die langfristige Wissensaufnahme, und KI entfaltet ihr volles Potenzial, wenn sie die Ansätze und Strategien der Lehrkräfte ergänzt. Unsere KI-gestützten Stundenzusammenfassungen (Lesson Summaries) bieten z.B. eine detaillierte Übersicht jeder Einheit, inklusive zentraler Erkenntnisse, Hausaufgaben, Session Sentiment und Fokusbereiche für Verbesserungen. Bereits jetzt wird in unserem Online-Unterricht jede Stunde aufgezeichnet, und Feedback wird regelmäßig übermittelt. Dies steigert das Niveau des Unterrichts enorm und kann auch im physischen Klassenzimmer eine wertvolle Unterstützung sein. Erste Daten zeigen, dass Eltern und Schülerinnen diese Zusammenfassungen durchschnittlich zwei-, dreimal pro Sitzung abrufen.

Darüber hinaus helfen interaktive Quizfragen, die aus den Unterrichtstranskripten generiert werden, zentrale Konzepte auf eine aktive Weise zu wiederholen. Für Lehrkräfte bieten die Sitzungszusammenfassungen direktes Feedback, um gezielte Unterstützung zu ermöglichen; Eltern erhalten Einblicke in die Lernfortschritte ihrer Kinder; und für Schüler:innen werden wichtige Inhalte durch Quizfragen unterhaltsam und einprägsam vermittelt. So wird KI zum Motor für sinnvolle Lernerfahrungen, die über reine Effizienz hinausgehen.

Menschliche Lehrkräfte und KI: Die perfekte Kombination

Laut dem GoStudent Bericht zur Zukunft der Bildung 2024 stimmen 66 Prozent der Eltern in Österreich zu, dass KI ein effektives Bildungswerkzeug ist. Doch obwohl KI das Lernen transformiert, kann sie die Unterstützung und Empathie einer guten Lehrkraft nicht ersetzen. Dies unterstreicht eine zentrale Erkenntnis: KI kann den Lernprozess zwar unterstützen, aber der menschliche Faktor bleibt entscheidend für eine erfolgreiche Bildung.

Es wird jedoch nicht mehr lange dauern, bis KI-Systeme bestimmte Aufgaben gleich gut oder sogar besser als Menschen ausführen können. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, um den Bildungsprozess zu unterstützen, ohne die menschliche Note zu verlieren. GoStudent setzt deshalb auf ein hybrides Modell, bei dem digitale und menschliche Elemente Hand in Hand arbeiten.

Die Zukunft der Bildung: KI als Chance für die nächste Generation

Für die Zukunft des Lernens ist es entscheidend, die Stärken der KI mit den Werten zu kombinieren, die Bildung ausmachen. Unser Bildungsbericht zeigt, dass Eltern und Schüler:innen zunehmend Fähigkeiten wie Kreativität und kritisches Denken schätzen – und genau diese Fähigkeiten sollte KI unterstützen. Im EdTech-Bereich sind Unternehmen gefordert, KI so zu entwickeln, dass sie diese Werte auf verantwortungsvolle Weise fördert und das Lernen bereichert, anstatt es zu untergraben.

In Österreich und darüber hinaus stehen wir an einem entscheidenden Punkt. Die Zukunft der Bildung wird davon abhängen, wie verantwortungsvoll wir KI einsetzen, um Schülerinnen zu fördern und zu inspirieren, ohne ihre Unabhängigkeit einzuschränken. Für GoStudent ist klar: Wir möchten Technologie entwickeln, die das Lernen erleichtert, aber nicht ersetzt. Mit einer durchdachten Kombination aus KI und menschlicher Expertise können wir die Bildungslandschaft prägen und Schüler:innen die Werkzeuge an die Hand geben, die sie für ihre Zukunft benötigen.

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Das Linzer Startup Carbon Cleanup hat sich auf das Recycling von Kohlenstofffasern aus Industrieabfällen spezialisiert. Wir haben mit Gründer und CEO Jörg Radanitsch über die weiteren Wachstumsschritte und eine neue Kooperation mit KTM Technologies gesprochen. 
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Die Verwendung von Kohlefaser in der Industrie hat in den letzten Jahren stark zugenommen – insbesondere in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, dem Automobilbau und der Windenergie. Kohlefaser überzeugt durch ihre hohe Festigkeit bei geringem Gewicht, doch ihre Herstellung ist ressourcenintensiv und teuer. Ein großes Problem stellt der hohe Verschnitt bei der Produktion dar: In der Industrie landen im Durschnitt bis zu 30 Prozent der Rohstoffe im Abfall. Diese Materialverluste sind nicht nur ökonomisch ineffizient, sondern auch aus ökologischer Sicht problematisch, da Kohlefaser biologisch nur schwer abbaubar ist.

Carbon Cleanup setzt auf KI

Das 2020 gegründete Linzer Startup Carbon Cleanup rund um Gründer Jörg Radanitsch hat sich diesem Problem angenommen und zum Ziel gesetzt, Kohlenstofffasern aus Industrieabfällen aufzubereiten und wiederverwendbar zu machen. Konkret hat das Startup eine mobile Aufbereitungsanlage entwickelt, um Carbonfasern direkt vor Ort beim Kunden aufzubereiten. 

Zum Herzstück der Anlage gehört nicht nur die mechanische Aufbereitung der Kohlenstofffasern. Im Hintergrund läuft auch eine Software, die eine KI-gestützte visuelle Erkennung der zugeführten Rohstoffe ermöglicht.

“Wir haben ein KI-generiertes Datenblatt entwickelt, das automatisch die Charakteristika von eingehendem Material erkennt und den Wert des Rezyklats bestimmt“, so Radanitsch. “Bevor das Material in unsere Anlage kommt, wissen wir schon, welche mechanischen Eigenschaften es haben wird. Das ist entscheidend für die Qualität und den Marktwert des Endprodukts.”

Gründer Jörg Radanitsch | (c) Carbon Cleanup

Entwicklung der zweiten Generation an Anlagen

Während die erste Anlage des Unternehmens für R&D-Zwecke dient und über eine Kapazität von 30 Tonnen pro Jahr verfügt, konnte das Unternehmen über den Sommer eine zweite Anlage in Betrieb nehmen. „Unsere zweite Anlagengeneration ist im August fertiggestellt worden. Die Produktionskapazität ist dreimal so hoch wie bei unserer ersten Anlage. Damit sind wir jetzt in der Lage, deutlich mehr und auch verschiedene Kompositabfälle zu verarbeiten.“

Besonders stolz ist Radanitsch auf die gestiegene Materialqualität: „Das neue Aggregat ist viel stärker, was uns mehr Flexibilität bei der Verarbeitung der Materialien gibt. Wir können jetzt eine Vielzahl an Abfällen effizienter recyceln, was die Qualität der Produkte erheblich verbessert.“

Ein wichtiger Baustein für den Erfolg von Carbon Cleanup war die Unterstützung durch die Austria Wirtschaftsservice (aws). “Das Seed-Financing der Austria Wirtschaftsservice hat uns erlaubt, nicht nur unsere Forschung und Entwicklung voranzutreiben, sondern auch in Marketingaktivitäten zu investieren, die für uns als Hardware-Startup besonders wichtig sind“, erklärt Radanitsch.

Luftfahrtindustrie und Kooperation mit KTM Technologies

Eine der spannendsten Entwicklungen bei Carbon Cleanup ist der Einsatz ihrer recycelten Materialien im 3D-Druck, besonders in der Luftfahrtindustrie. “Wir liefern im Tonnenmaßstab Kunststoffgranulate, die mit unserer Rezyklatfaser verstärkt sind. Diese werden in großen 3D-Druckern verwendet, um Formen zu bauen, die dann für die Produktion von Flugzeugteilen genutzt werden”, so der Gründer.

Zudem arbeitet Carbon Cleanup mit dem österreichischen Motorradhersteller KTM zusammen. Gemeinsam arbeiten beide Unternehmen an einem geschlossenen Materialkreislauf, bei dem Post-Consumer- und Post-Industrial-Abfälle von KTM Technologies recycelt und für die Herstellung neuer Bauteile genutzt werden. Spezifisch handelt es sich um das Recycling der Teile des Rennmodells “X-Bow GT2”, dessen Rahmen zu 100 % aus Carbonfasern besteht. Durch Unfälle entsteht eine große Menge an beschädigtem Material, das normalerweise als Abfall betrachtet wird. Mit der Partnerschaft von KTM und Carbon Cleanup wird dieses Material zurück in den Kreislauf gebracht. 

(c) Carbon Cleanup

“KTM Technologies war von Anfang an ein Vorreiter. Sie testen unsere recycelten Materialien bereits erfolgreich in ihren Motorrädern“, betont Radanitsch.

Das Besondere an dieser Kooperation ist das sogenannte Closed-Loop-Material, das zu 100 Prozent aus dem Abfallstrom von KTM Technologies besteht. „Die Herausforderung ist, die Materialien zirkulär zu sammeln und in die Produktion zurückzuführen. Das Sammeln und die Qualität sind dabei entscheidend. Aber wir haben gezeigt, dass wir sogar leistungsfähigere Materialien aus Abfall herstellen können”, so der Gründer.

(c) Carbon Cleanup

Die nächsten Schritte von Carbon Cleanup

Das Geschäftsmodell von Carbon Cleanup basiert derzeit auf zwei Einnahmequellen: Zum einen bietet das Unternehmen Kunden einen Recycling-Service an, bei dem diese für die umweltgerechte Entsorgung des Materials bezahlen. Dafür wurde eine eigene Logistikstruktur aufgebaut. Zum anderen werden die Faserverbundkunststoffe an weitere Abnehmer verkauft. Derzeit liefert das Startup 98 Prozent der aufbereiteten Granulate ins Ausland. “Für eingehendes Material sind die Hauptmärkte neben Österreich vor allem Deutschland und Italien. Der Materialzufluss ist für uns derzeit jedoch kein Engpass, sodass wir gezielt das für uns passende Material auswählen können”, so der Gründer abschließend.


*Disclaimer: Das Startup-Porträt erscheint in Kooperation mit Austria Wirtschaftsservice (aws)

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