10.01.2020

#unchAIn, Teil 3: Was ist Machine Learning und Deep Learning?

Für die Artikelreihe "#unchAIn - Demystifying AI" kooperiert der brutkasten mit dem Expertinnen-Netzwerk Ms. AI, um Vorurteile rund um Künstliche Intelligenz zu entmystifizieren. Expertinnen beantworten dazu die großen Fragen rund um das Thema KI. Teil 3: Was ist Machine Learning und Deep Learning?
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Künstliche Intelligenz (KI): Was ist Machine Learning? Was ist der Unterschied zu Deep Learning?
(c) Adobe Stock - zapp2photo

KI (Künstliche Intelligenz) ist das vielleicht wichtigste Tech-Thema unserer Zeit. Es gibt wohl keinen Bereich des politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Lebens, der nicht das Potenzial hat, von KI grundlegend verändert zu werden. Gleichzeitig gibt es bei diesem Thema viele Falschinformation und überzogene Erwartungen. Für das Projekt „#unchAIn – Demystifying AI“ kooperiert der brutkasten mit dem internationalen Expertinnen-Netzwerk Miss AI, um gängige, teils falsche Vorstellungen zu entmystifizieren. Expertinnen und Experten der jeweiligen Felder – von Philosophinnen über Wissenschaftlerinnen bis zu Managerinnen – beantworten dabei in einer mehrteiligen Artikelreihe die großen Fragen zum Thema Künstliche Intelligenz, Machine Learning, Deep Learning und Co.

+++Mehr zum Thema AI & DeepTech+++

Im ersten Teil der Serie behandelten wir die Frage, was eigentlich Intelligenz (ganz allgemein) ist. Im zweiten ging es darum, ob Maschinen das menschliche Gehirn 1:1 kopieren können. Im dritten Teil widmen wir uns nun zwei der gängigsten Tech-Begriffe im Zusammenhang mit KI: Was ist Machine Learning? Und was ist Deep Learning? Und wie unterscheiden sich die beiden? Die Programmiererin und Mathematikerin Donata Petrelli un der Chatbot-Pionier Denis Rothman wählten bei der Beantwortung dieser Fragen sehr unterschiedliche Zugänge.


Bisher in der Serie „#unchAIn – Demystifying AI“ erschienen:


Was ist Machine Learning?

Petrelli: Die meisten haben als Kind wohl das Spiel „Blinde Kuh“ gespielt? Man ist mit verbundenen Augen in einem ausreichend großen Raum und muss es schaffen, die anderen im Raum zu finden und zu erkennen. Dabei hat das Kind mit verbundenen Augen keine Hinweise darauf, wo die anderen Kinder sind. Wenn es sich durch den Raum bewegt, muss es durch Tasten und Probieren die Umgebung verstehen, und letztlich die Mitspieler finden und erkennen. Machine Learning ist genau so ein Prozess, wie ihn das Kind mit verbundenen Augen im Raum durchführt.

Und um es etwas technischer zu definieren: Das maschinelle Lernen macht heute einen großen Teil des Bereichs Künstliche Intelligenz aus. Es umfasst mehrere Methoden zur Analyse und Erkennung von Daten und deren Beziehungen zueinander – oft zu Vorhersagezwecken. Alle diese Verfahren haben das Ziel, ohne initiale Kenntnisse sondern durch Erfahrung, eine Umgebung mit ihren Elementen und den Beziehungen zwischen ihnen, zu erkennen. Zu den bekanntesten Verfahren gehört das Modell der künstlichen neuronalen Netze, die die Struktur des menschlichen Gehrins simulieren.

Rothman: Machine Learning ist ein Teilbereich der Künstlichen Intelligenz. Nicht Machine Learning-basierte Algorithmen sind im Allgemeinen regelbasiert. Also etwa:

wenn X dann Y

Sowohl X als auch Y enthalten dabei viele Werte wie etwa ein Set von Daten. Das maschinelle Lernen kann die richtigen Werte „lernen“, um ein Ergebnis zu produzieren. Dabei gibt es keine Regel! Wir wollen etwa die Lösung finden für die Gleichung:

Y=aX + b

Wir müssen also die Werte von a und b finden, um die Gleichung lösen zu können. Daher probieren wir alle möglichen Werte von a und b aus. Das passiert oftmals nach dem Zufallsprinzip, um zu sehen, welche Werte am besten passen. Da wir leistungsstarke Computer haben, funktioniert das auch. Wir benutzen dazu viele Arten von Algorithmen, etwa Clustering und Regression. Jeder Algorithmus f sucht dabei nach den richtigen Werten, nach dem Prinzip:

f(Y)=aX+b

Die jeweiligen Algorithmen können dann jeweils für bestimmte Aufgaben genutzt werden, etwa eine Vorhersage, ob es nächste Woche regnen wird oder was die beste Route ist, um von Ort A nach Ort B zu gelangen usw.

Und was ist der Unterschied zu Deep Learning?

Rothman: Deep Learning ist wiederum ein Teilbereich des maschinellen Lernens. Es erweitert das Prinzip um „Layers“. Man kann es in Fällen nutzen, wo die Ermittlung des Werts Y schon deutlich komplexer ist. Nehmen wir dazu wieder eine Funktion f heran, wo es nun aber viele Schritte gibt:

f(Y)= f5(f4(Xf(3Xf(2Xf(X))

Das wirkt etwas verrückt? Als Mensch macht man das aber jeden Tag. Wenn man etwa gebeten wird, ein Gesicht in einem Bild mit 30 Gesichtern zu finden (wie z.B. auf einem Klassenfoto), dann macht man (unbewusst) ungefähr folgendes:

  1. Man versucht, die Gesichter vom Hintergrund zu isolieren.
  2. Dann sieht man sich die Form der Gesichter an.
  3. Dann die Farbe der Gesichter.
  4. Dann auch die Größe einer Person.
  5. Dann trifft man endlich eine Entscheidung und sagt: „Das ist die Person, die ich suche!“

Deep Learning tut dies automatisch, indem es die jeweils richtigen Werte von a und b findet, um jede Schicht von f(Y)=aX + b zu ermitteln.

Petrelli: Deep Learning ist eine Verstärkung der Methoden des Machine Learning, insbesondere der neuronalen Netze. In diesem Fall ist das Modell ausgefeilter, da die Resultate das Ergebnis der Ausarbeitung strukturierter Konzepte sind, die sich aus den Basis-Konzepten ableiten.

Um eine Analogie zu bringen: Die Gewinnung von Informationen durch ein Deep Learning-Modell im Vergleich zu einem Machine Learning-Modell ist wie jene eines Erwachsenen verglichen mit jener eines Kindes, das noch weitere Entwicklungsstufen vor sich hat.

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Cécile Deterre (Co-Founderin von Blue Planet Ecosystems) und Renaud Viot (CEO und Co-Founder des Startups Lynxia) führen La French Tech Vienna als Co-Präsident:innen | (c) Emma Brycove/Französische Botschaft in Österreich

Im Foyer der französischen Botschaft in Wien läuft an diesem Abend ein Gast auf vier Beinen über den Marmorboden. Auf seinem Rücken sitzt ein Kamerakopf, daneben ragt eine Funkantenne hervor. Im Hintergrund stehen drei Flaggen: die französische, die europäische und die österreichische.

Der Hausherr hält es an diesem Abend betont analog. „Ich muss sagen, meine Rede wurde nicht von ChatGPT geschrieben, sondern von Menschen“, sagt Botschafter Matthieu Peyraud zur Begrüßung. Dann wird er grundsätzlich: Technologische Souveränität lasse sich nur auf europäischer Ebene erreichen, kein Mitgliedstaat schaffe das allein.

Der Anlass für Roboter und Rede am 8. Oktober: der offizielle Start von La French Tech Vienna, laut Peyraud der ersten French-Tech-Community in Österreich. Sie ist Teil von La French Tech, einem Netzwerk mit nach eigenen Angaben mehr als 100 Communities in Frankreich und weltweit, das großteils von Freiwilligen getragen wird.

Zwei Jahre Pilotphase

Neu ist die Initiative nicht. Sie lief zuvor unter dem Namen French Startups Vienna. Peyraud bezeichnet diese Phase in seiner Rede als „eine Art Pilotprojekt“. Seit rund zwei Jahren bringt sie französische und österreichische Gründer:innen, Forschende und Investor:innen zusammen.

Der französische Botschafter Matthieu Peyraud eröffnete am 8. Oktober den offiziellen Start von La French Tech Vienna in der Botschaft in Wien. Seine Botschaft: Technologische Souveränität gelingt nur auf europäischer Ebene. | (c) Emma Brycove/Französische Botschaft in Österreich

„Wir haben sehr klein angefangen, nur mit französischsprachigen Leuten, die mehr über Tech sehen und hören wollten“, sagt Renaud Viot im Gespräch mit brutkasten. Er ist Co-Präsident von La French Tech Vienna und CEO des Startups Lynxia. Er versteht die Initiative als Community: Die Mitgliedschaft ist kostenlos und steht österreichischen wie französischen Startups offen. „Wir verlangen nur, dass die Leute entweder neugierig auf Tech sind oder bereit, ihr Wissen über Tech zu teilen“, sagt er. Das Kernformat sind regelmäßige Events.

Souveränität als Leitthema

Inhaltlich steht der Abend im Zeichen technologischer Souveränität. Künstliche Intelligenz, Cloud Computing, Cybersicherheit, Halbleiter und Dateninfrastrukturen seien zu strategischen Gütern geworden, sagt Peyraud. Frankreich und Österreich hätten starke Forschungseinrichtungen wie das französische CNRS und das AIT Austrian Institute of Technology. Die gemeinsame Herausforderung sei, wissenschaftliche Exzellenz in globale Technologieführerschaft zu übersetzen. Zu oft gelinge es europäischen Innovationen nicht, im Tempo und in der Größe der internationalen Konkurrenz zu skalieren.

Als Beleg dafür, dass es anders geht, nennt der Botschafter Mistral AI. Die Übernahme des Linzer Startups Emmi AI durch Mistral AI zeige, wie Unternehmen aus verschiedenen europäischen Ländern ihre Expertise bündeln. Sie unterstreiche zudem die technologische Stärke Österreichs.

„Noch nicht so sehr am Radar“

Wo es konkret hakt, schildert Arnaud Béasse. Der Managing Director von 1764 Advisory kümmert sich in der Community um die Investorenbeziehungen. „An erster Stelle möchte ich Investoren mit Startups verbinden“, sagt er im Gespräch mit brutkasten. Das gelte in beide Richtungen. Österreicher:innen nach Frankreich zu bringen, habe bisher sehr gut funktioniert. Die größere Aufgabe sei nun der umgekehrte Weg: französische Investor:innen auf das aufmerksam zu machen, was in Österreich entsteht. Das sei bei ihnen „noch nicht so sehr am Radar“.

Das österreichische Deep-Tech-Startup iono Robotics aus Linz hat mit dem WORKMATE den ersten humanoiden Arbeitsroboter „Made in Austria“ entwickelt. | (c) Emma Brycove/Französische Botschaft in Österreich

Béasse nennt dafür mehrere Gründe. Größere Fonds würden oft mit Teams aus Deutschland auf Österreich schauen. „Das genügt nicht“, sagt er. Dazu komme bei manchen Venture-Capital-Fonds die Angst vor der Sprachbarriere. Bei Business Angels sei diese Hürde noch höher.

Seine Rolle sieht Béasse deshalb nicht nur im Vermitteln von Kontakten. Es gehe darum, Investor:innen auch beim Ökosystem und bei der Kultur zu begleiten. Aus französischer Sicht sehe man in Europa zuerst Spanien, Italien, Deutschland und die Benelux-Länder. Österreich müsse man erst aus dem Schatten von Deutschland und der Schweiz holen.

Acht Startups aus Frankreich und Österreich pitchten vor dem Publikum in der französischen Botschaft, abgestimmt wurde per Smartphone. | (c) Emma Brycove/Französische Botschaft in Österreich

Chancen sieht er bei Corporate Venture Capital. Französische Konzerne seien in Österreich vertreten. Hier gebe es derzeit viele Innovationen in den Bereichen Defense und Dual Use, die für solche Gruppen interessant seien.

ABA will Brücke zwischen den Ökosystemen schlagen

Auf österreichischer Seite ist die Austrian Business Agency (ABA) eingebunden. Verena Gruber, Director Western Europe, ist außerordentliches Mitglied im Board der Community. Als Standortagentur der Republik sei die ABA dafür da, französische Startups dabei zu unterstützen, die Chancen in Österreich zu entdecken, sagt sie im Gespräch mit brutkasten. Mit La French Tech Vienna habe man nun „ein tolles Tool“, um Verbindungen herzustellen, bei Investments ebenso wie bei Kooperationen mit Corporates. Am Tag nach dem Launch standen laut Programm Besuche bei der ABA, der Wirtschaftsagentur Wien und ecoplus sowie eine Führung durch die AI Factory Austria (AI:AT) auf dem Plan.

Die Initiative ist noch sehr jung. Als Beispiel dafür, was möglich ist, nennt auch Gruber den Emmi-AI-Deal. Er zeige die Kompetenz Österreichs bei Industrial AI. „Das ist eine Nische, worauf wir uns auch sehr stark konzentrieren können“, sagt Gruber. Damit könne Österreich auch einen Beitrag zur europäischen Souveränität bei Technologie leisten.

Acht Startups auf der Bühne

Nach den Reden pitchen acht Startups, das Publikum stimmt per Smartphone ab. Aus Frankreich kommen Proxima, VirtualBrowser, PleIAs und Manabou, aus Österreich Cyberaci, Eustella, Prop Corn und Ablatic. Sechs der acht ordnet die Event-Website dem Thema Souveränität zu, von europäischen Sprachmodellen bis Cybersecurity.

Manche der französischen Startups sehen laut Renaud Viot einen Market Fit mit Österreich, andere suchen einen Partner vor Ort, wieder andere haben hier bereits Kund:innen. Die beiden Ökosysteme seien einander ähnlich, beide seien stark bei Spinoffs und in der Forschung. Gemeinsam könne man einander „zu Partnern statt zu Konkurrenten“ machen, sagt Viot.

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