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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Tina Ruseva ist Unternehmerin und Autorin und spricht am HR Inside Summit über „Soft Work“ | © Ammy Berent

Wenn KI die standardisierbare Arbeit übernimmt, bleibt für Menschen das, was die Unternehmerin und Autorin Tina Ruseva „Soft Work“ nennt. Sie spricht am HR Inside Summit, der am 14. und 15. Oktober in der Wiener Hofburg stattfindet. Im brutkasten-Interview erklärt sie vorab, warum Kontrolle als Führungsprinzip ausgedient hat und was Unternehmen jetzt verändern müssen.


brutkasten: Sie sprechen am HR Inside Summit über „Soft Work“. Was ist die Kernthese?

Tina Ruseva: Ausgangspunkt ist die Arbeitsteilung, die wir aus der Industrialisierung kennen. Arbeit hatte eine feste Beschreibung, und an der Maschine hatte es keine Bedeutung, wer die Aufgabe übernimmt. Das ist die Hard Work. Maschinen sind genau in solchen Aufgaben sehr gut und werden sie in den nächsten Jahren zum großen Teil übernehmen. In den Bürojobs von heute gibt es aber viele Aufgaben, bei denen man das Endergebnis nicht kennt: Welchen neuen Markt müssen wir erschließen? Wie antworten wir auf eine neue Krise? Diese Aufgaben sind diffuser, deswegen „soft“. Was für uns an Arbeit bleibt, können wir nur dann gut machen, wenn wir das wollen. Effektives Wirtschaften hängt heute von der intrinsischen Motivation der Beteiligten ab.

Ein gutes Beispiel ist der Customer Support. Wenn jemand nur Dienst nach Vorschrift macht und sein Skript abliest, ist diese Person ersetzbar, weil diese Arbeit bald besser von einem Automaten gemacht wird. Wir automatisieren, was wiederholbar ist, und können dann von Mensch zu Mensch klären, was diesmal besonders ist und zum ersten Mal auftritt.

Wer den Begriff hört, denkt sofort an Soft Skills. Wo liegt der Unterschied?

Wir haben Führung sehr lange etwas generisch als Soft Skill abgehakt, also als Kommunikation und persönliche Gespräche. Soft Work ist für mich ein größerer Begriff. Er beschreibt das gesamte Umfeld, in dem sich Führungskraft und Mitarbeitende befinden. Dazu habe ich ein Framework definiert: SOFT steht für Synergien, Offenheit, Fairness und Technologie. Wir müssen wiederholbare Tätigkeiten automatisieren, damit überhaupt Zeit bleibt für all das, was wir heute so gut wie nicht machen.

Wie geht eine Führungskraft vor, die sich zum ersten Mal mit dem Thema beschäftigt?

Führung ist eine Frage der Komplexität, deshalb führen wir sehr selten große Teams direkt. Studien sagen, dass ab 2028 rund ein Achtel der Arbeit mit KI-Agenten erledigt wird. Wenn alle meine Mitarbeitenden ihr eigenes digitales Team haben, gibt es unendlich viel mehr Aufgaben und Abstimmungsaufwand. Hinter jedem herzugehen, alles abzuhaken und alles zu kontrollieren, wird einfach unmöglich. Vertrauen, Augenhöhe und Selbstführung sind deshalb kein Wunschdenken, sondern unsere Zukunft. Wir müssen uns jetzt überlegen, wie wir Mitarbeitende befähigen, ihre eigenen digitalen Teams zu kontrollieren. Dazu braucht es auch Technologie.

Gibt es Unternehmen, die das schon anwenden?

Das bekannteste Beispiel unter den deutschen Großkonzernen ist Bosch, weil dort die mittlere Managementebene komplett abgeschafft wird. Dadurch kommt mehr Verantwortung bei den einzelnen Mitarbeitenden an. Ein neueres Beispiel ist Stripe. Das Unternehmen hat sehr viel in KI investiert und fast das gesamte Management-Team abgebaut. Es gibt nur noch Leadership und Teams, und vor allem Ingenieur:innen sollen experimentieren können. Stripe hat in einem Podcast von a16z erzählt, dass es dadurch 200 bis 300 innovative Produkte in einem Jahr auf den Markt bringt.

Allerdings ist KI eine Art Verstärker für die Unternehmenskultur. In einer Muss-Kultur, in der wir nur auf den KPI schauen, bekomme ich durch Automatisierung nur noch schneller mehr vom Gleichen. In Will-Kulturen, in denen alle bereit sind, ihre Ideen preiszugeben und anderen zu helfen, können Automatisierung und KI zu wirklich neuen Ergebnissen führen.

Es geht also nicht mehr darum, erledigte Aufgaben zu messen, sondern die Wirkung?

Von Effizienz zu Effektivität. Heute können wir alle in zehn Sekunden einen LinkedIn-Post rausschießen. Die Anzahl der Posts war sehr lange eine gängige Marketingkennzahl. Die To-do-Liste für die Mitarbeitenden war eine Anzahl von Dingen und nicht deren Qualität. Man schreibt einen Post aber ganz anders, wenn man wirklich Wert darauf legt, dass die Nachricht durchkommt. Das ist der Unterschied zwischen KI-generierten Texten und guten Autor:innen.

Den Begriff New Work gab es schon vor dem KI-Hype. Wie hat sich die Szene verändert?

Der Begriff ist mit der Pandemie explodiert. Viele haben ihn missbraucht, einfach für moderne Führung oder für tolle Büromöbel. Als die Krise kam, wurde das Konzept vielerorts für gescheitert erklärt. Trotzdem ist für alle klar: There is no going back. Wir können nicht mehr so führen wie früher. Dienst nach Vorschrift und Kontrolle verschwenden die Ressourcen von Unternehmen, besonders in der Krise. Gleichzeitig haben wir es mit Menschen zu tun, die Angst um ihre Hypotheken, ihren Status und ihr Büro haben. Da gilt es, eine Lösung nach vorne zu finden. Ob man das Soft Work oder New Work nennt, ist nicht wichtig.

Auch bei uns arbeiten nicht alle gleich schnell mit KI. Wie schafft man Alignment in einer Organisation?

Bisher hieß Alignment: Alle bekommen ihre To-dos, und wenn die erledigt sind, gibt es Alignment. Was wir heute alignen müssen, sind aber keine Pflichtaufgaben mehr. Wofür ich KI nutze, muss ich niemandem erzählen. Ich definiere dafür vier Kriterien. Erstens müssen wir Silos in Synergien umwandeln, also Dialog möglich machen, wo keiner stattfindet. Im Onboarding heißt das, nicht nur eine fertige Checkliste bereitzustellen, sondern auch zu fragen: Was willst du in den ersten zwei Monaten lernen? Wen willst du kennenlernen? Zweitens geht es von Orthodoxie zu Offenheit, weg von „So haben wir das immer gemacht“, zum Beispiel mit einem Mitarbeiterbeirat. Drittens Fairness: Wenn ich weiß, dass ich als Frau immer weniger verdienen werde als ein Mann, kaufe ich dieses Wir irgendwann nicht mehr ab und behalte meine Ideen für mich. Das Allerwichtigste ist Technologie. Ohne sie sind all diese Veränderungen zum Scheitern verurteilt, sobald die zuständige Person andere Prioritäten hat. Technologie macht Regeln und Policies nachhaltig. Wir müssen festlegen: Mit welchem Tool werden die Gehälter erfasst? Wie sammeln wir Kompetenzen? Wie setzen wir digitales Feedback um? Das spart allen Zeit, und diese Zeit haben wir dann dafür, miteinander zu reden.

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