03.09.2021

Wie AI zum Erreichen der Sustainable Development Goals beitragen kann – oder auch nicht

Welchen Einfluss hat Artificial Intelligence (AI) auf die Sustainable Development Goals (SDSs) der Vereinten Nationen? Antworten darauf liefert Associate Professor Ricardo Vinuesa vom Royal Institute of Technology im Interview mit Brutkasten Earth.
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Ricardo Vinuesa
Ricardo Vinuesa | ASSOCIATE PROFESSOR, KTH ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY, STOCKHOLM

Eine Studie vom Royal Institute of Technology in Stockholm hat sich 2020 zum Ziel gesetzt, die Effekte von AI auf die insgesamt 17 Sustainable Development Goals der Vereinten Nationen zu untersuchen. Die Ausgangsthese: AI kann sowohl positiv zum Erreichen der SDGs beitragen, zeitgleich besteht aber die Gefahr einer Verstärkung des Digital Divides zwischen Industrie- und Entwicklungsländern. Brutkasten Earth hat mit Studienautor und Associate Professor Ricardo Vinuesa über die Ergebnisse der Studie gesprochen.

Welches Ziel verfolgt ihr in der Studie?

Ich arbeite bereits seit längerer Zeit mit High-Performance-Computing, Machine-Learning und AI. 2020 habe ich eine Studie in Nature Communications veröffentlicht, die zeigt, wie AI helfen kann, um die SDGs zu erreichen. Zugleich wollten wir aber untersuchen, ob es Bereiche gibt, in denen sich die AI auch negativ auswirken kann und sogar bestehende Ungleichheiten verschärft. Stichwort: Digital Divide. Dafür haben wir einen holistischen Ansatz gewählt, der sowohl gesellschaftliche als auch ökonomische Faktoren umfasst.

Welche Auswirkungen kann AI auf die SDGs haben?

Wenn wir uns das größere Bild ansehen, dann ermöglicht AI aktuell ganz neue Technologiezugänge, die vorher noch nicht möglich waren. Das kann man in erster Linie als einen positiven Effekt betrachten. Was wir aber auch sehen ist, dass Ungleichheiten durch den Einsatz von Technologie zunehmen. Der Grund ist simpel: Der Zugang zu Technologie ist weltweit nicht gleich verteilt und gleichzeitig werden Volkswirtschaften immer abhängiger von AI.

Kannst du konkrete SDG-Felder nennen, auf die sich AI positiv auswirkt?

Ein sehr großes Potential sehe ich beim SDG-Feld Nummer „3“, das die Gesundheit und das Wohlergehen umfasst. Aber auch im Umweltschutz können wir mit AI große Effekte erzielen. Durch das Sammeln und gezielte Auswerten von Informationen, können wir heute im Artenschutz Großartiges bewirken. Aber auch im Energiesektor gibt es zahlreiche Potentiale. Im SDG-Feld Nummer „1“ kann AI beispielsweise dazu eingesetzt werden, um mit AI-geschützten Satelliten-Bildern Armut in gewissen Regionen der Erde zu tracken.

Wo siehst du noch Probleme und wie hat sich der Digital Divide in den letzten zehn Jahren verändert?

Natürlich gibt es auch Nachteile. So ist das Knowledge, um AI-Modelle zu trainieren, ungleich verteilt. In den letzten zehn Jahren hat sich der Digital Divide in gewissen Regionen noch verschlimmert. Um dies zu ändern, bedarf es eines offenen Diskurses über Daten, der international geführt werden muss.

Die Coronakrise hat dies einmal mehr und deutlich gezeigt. In vielen Entwicklungsländer gab es keine Daten zur Coronakrise. Zudem gab es kaum Transparenz und nationalstaatliche Regularien, die einen Cross-Collaboration Ansatz erschwerten bzw. verunmöglichten.

Wie wird sich die Problematik rund um den Digital Divide künftig noch weiter verändern?

Ein positiver Effekt ist sicherlich, dass Universitäten und Forschungseinrichtungen heutzutage keine eigenen Rechenzentren mit Hochleistungscomputern mehr benötigen. Der Zugang zu dieser Rechenleistung erfolgt nämlich mittlerweile remote. Dennoch erfordert das Trainieren der AI ein gewisses Know-How, das allerdings global ungleich verteilt ist.

Am 9. und 10. September ist Studienautor Associate Professor Ricardo Vinuesa im Rahmen der Impact Days zu Gast in Wien. Dabei handelt es sich um ein jährliches Treffen von Fachleuten aus der Investment-Szene, die den Faktor „Impact“ zu einem grundlegenden Bestandteil im Finanzsektor machen wollen. Mehr Infos dazu findet ihr hier.

Tipp der Redaktion: What the new programm “validate.global” offers for startups

Ricardo Vinuesa beteiligt sich unter anderem auch am Programm „validate.global„, das INiTS, die Austrian Development Agency (ADA) und der Impact Hub Vienna als Programm für Startups ins Leben gerufen haben. Ziel ist es, innovative Projekte in den jeweiligen Zielländern der ADA zu stärken und grenzüberschreitende Kollaboration zu ermöglichen. Im Brutkasten-Talk sprechen die Projektbeteiligten über die Zielsetzung des Programms und den Stellenwert von Entrepreneurial Ecosystems am afrikanischen Kontinent.

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Österreichs leistungsstärkster Supercomputer MUSICA hat offiziell den Betrieb aufgenommen und steigert die nationale Rechenleistung für KI und Spitzenforschung. Hinter dem Projekt steht ein Zusammenschluss heimischer Universitäten, wobei der Computer an drei Standorten betrieben wird. Ermöglicht wurde der Aufbau durch Fördergelder in Höhe von insgesamt 45 Millionen Euro.
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Der Supercomputer MUSICA ist unter den schnellsten 100 Computern weltweit. (c) TUW_ASC Matthias Heisler

Im Juni 2026 liegt der Supercomputer MUSICA unter den 100 schnellsten Computern im TOP500-Ranking weltweit. Die aktuell schnellsten Computer Österreichs, der VSC-4 und VSC-5, werden damit um mehr als das Achtfache überholt.

Mit der offiziellen Inbetriebnahme von MUSICA am 3. Juli wurde die österreichweite Rechenleistung erheblich gesteigert. Der Supercomputer soll wissenschaftlichen Einrichtungen, Unternehmen und der öffentlichen Verwaltung dienen.

„MUSICA ist ein Meilenstein für den Forschungsstandort Österreich. Der Supercomputer schafft die Grundlage dafür, dass Spitzenforschung, Künstliche Intelligenz, Quantentechnologien und Innovation auch künftig in Österreich auf höchstem Niveau stattfinden können. Wer die Zukunft gestalten will, muss heute in die dafür notwendige Infrastruktur investieren“, so Eva-Maria Holzleitner, Bundesministerin für Frauen, Wissenschaft und Forschung zur Inbetriebnahme des Computers.

KI, Quanten und High-Performance

MUSICA arbeitet mit einer Gesamtleistung von 45.11 Petaflops. Das entspricht einer Leistung von 45.000 Standard-Laptops, sofern alle auf Hochtouren laufen. Ausgestattet mit über 1.000 hochmodernen Spezial-Prozessoren (Grafikkarten) liefert die Anlage eine enorme Rechenleistung, die für das Training großer KI-Modelle notwendig ist. Gleichzeitig ermöglicht das System anspruchsvolle Computersimulationen und die Verarbeitung riesiger Datenmengen in Rekordzeit.

Über MUSICA sei auch Österreichs erster produktiv nutzbarer Quantencomputer „niederschwellig“ erreichbar: Mit dem Ionenfallen-Quantencomputer OTTER und maßgeschneiderten Ausbildungsangeboten erweitern wir den ASC um die dritte Zukunftstechnologie im Scientific Computing: High Performance Computing, Künstliche Intelligenz und Quantencomputing auf internationalem Niveau ergeben so einen Leuchtturm in der europäischen Forschungslandschaft“, so Gregor Weihs, Vizerektor für Forschung an der Universität Innsbruck.

Zusammenschluss von Unis

Das Supercomputer-Projekt basiert auf der langjährigen Zusammenarbeit heimischer Universitäten und Forschungseinrichtungen innerhalb des ASC-Konsortiums (Austrian Scientific Computing, früher bekannt als Vienna Scientific Cluster). Die TU Wien übernimmt die Projektkoordination. Zu den weiteren Partnern zählen die Universität Wien, die Universität für Bodenkultur Wien (BOKU), die Universität Innsbruck, die Technische Universität Graz sowie die Johannes Kepler Universität Linz. Ergänzt wird der Zusammenschluss durch das Institute of Science and Technology Austria (ISTA), das das Konsortium als jüngstes Mitglied unterstützt.

„Universitäten sind die Wurzeln, aus denen das Wissen und der Fortschritt der Menschheit wachsen. Dazu müssen wir zusammenarbeiten, und MUSICA ist ein gelungenes Beispiel für diese Art der Kooperation“, so Alberta Bonanni, Vizerektorin für Forschung und Internationales der Johannes Kepler Universität Linz.

Multi-Site-Architektur

Der Supercomputer steht nicht in einem einzigen Rechenzentrum, sondern ist physisch auf drei verschiedene Standorte aufgeteilt. Diese sind das Science Center der TU Wien, die Universität Innsbruck und die Johannes Kepler Universität in Linz. Obwohl die Hardware räumlich getrennt ist, sind die Systeme intelligent miteinander vernetzt und werden zentral verwaltet, sodass sie für die Forschenden wie ein einziger, gigantischer Computer funktionieren. Sollte es an einem Standort zu einem Ausfall kommen, kann an den anderen der Betrieb fortgeführt werden.

45 Mio. Euro Fördermittel

Für den Aufbau des Supercomputers MUSICA und die Anschaffung des Quantencomputers QACI fließen insgesamt 45 Millionen Euro an Fördergeldern. 20 Millionen Euro kamen von Seiten der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG, 16 Mio. vom Bundesministerium für Frauen, Wissenschaft und Forschung. Die Beschaffung und HPC-Integration des Quantencomputers im Projekt QACI wurde zusätzlich mit 9 Millionen Euro unterstützt.

Errichtung gesichert – Erhaltung fraglich

Eine offene Frage wird bleiben, wie sich die Erhaltung des Computers langfristig finanziert. Während Errichtung und Beschaffung abgedeckt sind, werden laufende Kosten wie Kühlung und Stromversorgung zunächst von den Universitäten gedeckt. Durch die derzeit geplanten Budgetkürzungen an Universitäten entstehen Sorgen: „Wenn bei den Universitätsbudgets gekürzt wird, trifft das nicht nur Hochleistungsrechnen und KI – es würde auch Österreichs ersten Quantencomputer massiv in seiner Nutzung und Weiterentwicklung betreffen“, betont Gregor Weihs.

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