18.04.2023

Leiwand.ai: “Fairness in KI betrifft jeden, nicht nur Frauen und Minderheiten”

Rania Wazir und Gertraud Leimüller haben 2022 das Wiener Startup Leiwand.ai gegründet. Seither setzt sich das Duo für Fairness in künstlicher Intelligenz ein. Im brutkasten-Interview erklären die Gründerinnen, warum Fairness in KI für alle Menschen wichtig ist.
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Rania Wazir und Gertraud Leimüller möchten mit ihrem Startup Leiwand.ai künstliche Intelligenz fairer gestalten. (c) Leiwand.ai

Wir befinden uns in einer zunehmend digitalisierten Welt, in der künstliche Intelligenz (KI) immer mehr Aspekte unseres Alltags durchdringt. Mit den jüngsten technologischen Fortschritten dringen Fragen zur Fairness und Gerechtigkeit von KI-Systemen stärker in den Vordergrund. Von Personalbeschaffung über Kreditvergabe bis hin zu medizinischer Diagnostik, künstliche Intelligenz trifft bereits schwerwiegende Entscheidungen, die ethnische und gesellschaftliche Fragestellungen aufwerfen.

Das Wiener KI-Startup Leiwand.ai hat es sich zur Aufgabe gemacht, den “Fair by Design”-Ansatz in die Entwicklung von künstlicher Intelligenz von Anfang an zu implementieren. Damit möchten die Gründerinnen Gertraud Leimüller und Rania Wazir dazu beitragen, die revolutionäre Technologie zum Wohle der Menschen einzusetzen und Diskriminierung durch KI zu reduzieren. Das im Jahr 2022 gegründete Startup arbeitet aktuell an einem Bias-Detektor, der frühzeitig unbeabsichtigte Diskriminierung durch künstliche Intelligenz aufspüren soll.

Technische und soziale Fairness in KI

“Fairness in künstlicher Intelligenz betrifft jeden, nicht nur Frauen und Minderheiten”, sagt Gertraud Leimüller, Co-Founderin von Leiwand.ai. Anhand eines Beispiels erläutert sie, dass auch ein junger, weißer Mann von künstlicher Intelligenz diskriminiert werden kann, da er beispielsweise für seine medizinische Ausbildung länger braucht, weil die KI aufgrund verzerrter Kriterien Ausbildungsplätze nur mit großen Zeitabständen vergibt. Leimüller und Wazir unterscheiden daher zwischen technischer und sozialer Fairness. Technische Fairness wird durch die Implementierung von Fairness-Maßnahmen während der Entwicklung berücksichtigt, kann aber durch den Einsatz von verzerrten Daten gefährdet werden und unbeabsichtigte Diskrimminierung hervorrufen.

Wir können nicht erwarten, dass die Algorithmen, die wir entwickeln und mit historischen Daten und Biases trainieren, faire Entscheidungen treffen

Rania Wazir

“Wenn Daten, die für KI-Training verwendet werden, kaum Frauen oder ethnische Gruppen repräsentieren, wird die KI glauben, fair zu handeln. In der Praxis sieht das aber anders aus, da die Daten die gesellschaftliche Realität nicht korrekt wiedergeben”, erklärt Leimüller. Wazir fügt hinzu, dass wir Menschen nicht fair sind. “Das müssen wir uns eingestehen. Wir können nicht erwarten, dass die Algorithmen, die wir entwickeln und mit historischen Daten und Biases trainieren, faire Entscheidungen treffen.”

Auch soziale Fairness könne keine hundertprozentige Fairness garantieren, da diese auf Kompromisse und Trade-offs basiert. “Wenn ich die KI so programmiere, dass sie Frauen auf keinen Fall diskriminieren darf, kann ich die Diskriminierung anderer dadurch kaum verhindern. Ich kann nicht alle Gruppen fair behandeln”, sagt Leimüller. Dennoch sei es möglich, das Risiko für Diskriminierung zu minimieren.

Fairness in KI ist Perspektiven-abhängig

Ein wichtiger erster Schritt für die Auseinandersetzung mit Fairness ist, zu verstehen, dass Fairness für jede einzelne Person etwas anderes bedeuten kann, da sie Perspektiven-abhängig ist. “Zum Beispiel bedeutet Fairness für einen Richter als Entscheidungsträger etwas ganz anderes als Fairness für den Angeklagten als Betroffener”, erklärt Wazir und nennt 20 unterschiedliche Metriken, um Fairness zu messen.

“Diese 20 Formeln haben mittlerweile alle mathematisch bewiesen, dass nicht alle gleichzeitig erfüllt sein können”, erklärt die Gründerin weiter. Das bedeutet, dass Entscheidungen getroffen werden müssen, welche Metriken berücksichtigt und welche Perspektiven dem KI-System vermittelt werden. Dadurch wird klar, dass Fairness in KI nicht einheitlich messbar ist und von verschiedenen Blickwinkeln und Kontexten abhängt.

KI-Landschaft als “Wilder Westen”

Während künstliche Intelligenz das Potenzial hat, unsere Lebensqualität zu verbessern, besteht auch die Gefahr, dass sie gesellschaftliche Ungleichheiten und Diskriminierungen verschärft. “Künstliche Intelligenz ist sehr mächtig. Mit dieser Macht kommt eine Verantwortung, welcher wir uns nicht entziehen sollten”, sagt Wazir. Die Gesellschaft habe die Verantwortung, dass durch den Einsatz von KI-Technologien weder Menschen noch der Umwelt ungewollten Schaden zugefügt wird. Aus diesem Grund wird dem Thema Regulierung in der KI-Branche eine umso größere Wichtigkeit zugeschrieben.

Die Gründerinnen beschreiben die KI-Landschaft als “Wilder Westen”, da aktuell Qualitätskriterien fehlen und dadurch der Auslöser für das wachsende Misstrauen und die Vorbehalte in der Gesellschaft rund um diese Technologien seien. “Wenn Fairness in KI nicht berücksichtigt wird, können Bedenken gegenüber diesen Technologien entstehen. Viele Menschen vertrauen der KI nicht. Wir sehen das teilweise jetzt schon, wenn diese Systeme am Arbeitsplatz eingesetzt werden”, sagt Leimüller.

Um zukünftige Akzeptanzprobleme aus dem Weg zu räumen und Fairness in KI-Systemen sicherzustellen, sei es daher notwendig, Mindestqualitätsstandards für künstliche Intelligenz aufzustellen. Das ist vor allem mit unterschiedlichen Soft-Laws und Zertifizierungen von KI-Unternehmen möglich. Zudem sind die KI-Expert:innen davon überzeugt, dass KI-Regulierungen und Standards das Potenzial mitbringen, Menschen Arbeit abzunehmen und die KI-Entwicklung künftig zu erleichtern. “Eine gute Qualitätsrichtlinie und Regulierung helfen uns in den Bereichen, wo es noch so viel zu entdecken gibt”, erklärt Wazir weiter.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit fundamental für KI

Bei der Entwicklung von KI-Technologien müsse man das Hauptaugenmerk darauf legen, zu verstehen, welche Personengruppen von der Entwicklung betroffen sind, wie sich diese auf die Menschen auswirken und welche Vorteile und Bedürfnisse sich daraus für die Nutzer:innen ergeben. Dieser Aspekt ist ein wesentlicher Bestandteil im Entwicklungsprozess, um Techniker:innen frühzeitig über diese Werte zu informieren.

“Developer:innen haben keine sozialwissenschaftliche Ausbildung. Wir können die Verantwortung über Gleichberechtigung in KI nicht allein Data Engineers und Entwickler:innen überlassen”, sagt Leimüller. Die gesamte Gesellschaft müsse sich an der Diskussion um Fairness in KI beteiligen. Genau hier müsse man ansetzen und mehrere Disziplinen vereinen, um ein umfassendes Verständnis von künstlicher Intelligenz zu gewährleisten.

Als ersten Ansatz hierfür nennt Leimüller die interdisziplinäre Ausrichtung in der Ausbildung. Zudem sei es wichtig, Techniker:innen komplementäre Ausbildungen anzubieten. “Was wir jetzt brauchen, sind interdisziplinäre Teams. Wir müssen verstehen, dass man keine gute KI entwickeln kann, wenn nicht mehrere Expert:innen aus unterschiedlichen Disziplinen an einem Tisch sitzen. Das ist eine sehr wichtige Herangehensweise”, erklärt Leimüller.

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Das Gründerteam Christian Hill und Gerhard Prossliner © BRAVE Analytics, Leljak

Das Grazer Spin-off BRAVE Analytics wurde von Christian Hill und Gerhard Prossliner im Jahr 2020 gegründet. Den Gedanken an ein gemeinsames Unternehmen gab es schon einige Zeit davor an der MedUni Graz. Nach erfolgreicher Dissertation und dem FFG Spin-off Fellowship kam es zur Ausgründung, zu ersten Kund:innen und einem Standortwechsel. Und schließlich zur erfolgreichen Einbindung in den Life Science Cluster Human.technology Styria unterstützt von der Steirischen Wirtschaftsförderung SFG.

Mittlerweile zählt BRAVE Analytics ein 14-köpfiges Team und sitzt im ZWT Accelerator in Graz, einem Kooperationsprojekt zwischen SFG und Medizinischen Universität Graz.

Das Team von BRAVE Analytics (c) © BRAVE Analytics, Leljak

Mut in der Geschäftsphilosophie

BRAVE Analytics steht für Mut in der Geschäftsphilosophie der beiden Gründer und des gesamten Teams: Christian Hill und Gerhard Prossliner fühlen sich “zu Entdeckungen hingezogen und lieben es, die Dinge aus einem völlig neuen Blickwinkel zu betrachten. Und genau diesen Spirit leben wir auch im Team.”

Wahrlich hat das Gründerduo mit seinem Spin-off das Forschungsgebiet Life Science in ein neues Licht gerückt: Denn BRAVE Analytics beschäftigt sich mit der automatisierten Qualitätssicherung für Pharma-, BioTech-Produkte, Wasser, Mineralien und Chemikalien. “Und das auf Partikel-Ebene. Das Ganze nennt sich Partikel-Charakterisierung und -Analytik”, erklärt Co-Founder Hill im Gespräch mit brutkasten.

Neu ist die Technologie insofern, als dass die Partikel-Analyse direkt im Herstellungsprozess von Pharmaprodukten passiert. Also integriert, das heißt weder vor- noch nachgelagert, und damit effizient und kostensparend. “Damit machen wir eine sogenannte Prozessanalytik im Nano-Bereich”, erklärt Co-Founder Hill.

Die Lösung für ein Bottleneck

Damit haben die beiden Gründer zusammen mit ihrem Team eine Lösung für ein bis dato bestehendes “Bottleneck in der Industrie” geschaffen. Mit den modularen Messgeräten von BRAVE Analytics kann die Qualität von Produkten im Pharma- und BioTech-Sektor nämlich in Echtzeit gemessen werden. Das Kernstück der Lösung bildet die vom Spin-off eigens entwickelte, mehrfach patentierte OF2i Technologie.

Doch bekannterweise benötigen Life-Science-Lösungen wie diese einen breiten Umfang an Forschungsinfrastruktur, der sich gerade für frisch gegründete Spin-offs schwer stemmen lässt. Und: Es braucht die richtigen Verträge, das richtige Kapital und das richtige Team. Auf der Suche danach gab es für BRAVE Analytics einige Schlüsselmomente, wie Co-Founder Hill im Gespräch mit brutkasten erzählt.

Der Standort für Life Science Startups

Die ersten Hardware-Aufbauten und Experimente fanden an der Medizinischen Universität Graz statt, die von den Anfängen mit Infrastruktur und Forschungspersonal unterstützte, die Universität Graz deckte die Bereiche Theorie und physikalisches Modelling und in Kooperation mit dem FELMI/ZFE der Technischen Universität Graz wird seit 2022 ein Zusatzmodul entwickelt.

Beim Schutz des geistigen Eigentums standen die Medizinische Universität Graz, die Steirische Wirtschaftsförderung SFG und die Forschungsförderungsgesellschaft FFG als helfende Hände zur Seite. Konkret mit Unterstützung für die Erarbeitung von Exklusiv-Lizenzen, Agreements und generell mit dem Know-how, wie man eine Firma aufbaut. Hier waren uns auch das Unicorn der Universität Graz, die Gründungsgarage und der Science Park Graz eine große Hilfe”, so Prossliner.

“Wir sind klassische Science-Preneure”

Die fachspezifische Unterstützung kam im richtigen Moment: “Wir sind die klassischen Science-Preneure. Unser Background ist das Universitäts- und Ingenieurswesen. Für uns war es wichtig zu lernen, wie man in das Unternehmertum reinkommt und den Produkt-Market-Fit findet. Man muss diese Produktverliebtheit, die man als Erfinder meistens hat, loswerden. Und das passiert ganz viel durch Learning by Doing.”

Besonders hilfreich habe sich vor allem das Bootcamp des FFG-Spin-off-Fellowship und das LBG Innovator’s Road Programme erwiesen, welche “eine schrittweise Einführung für den Weg von der Wissenschaft in Richtung Unternehmung” geboten haben, so Hill. Förderungen erhielt das Spin-off außerdem von der Forschungsförderungsgesellschaft FFG, der Austria Wirtschaftsservice aws, der Steirischen Wirtschaftsförderung SFG und auf EU-Ebene.

Die Szene, die “Gold wert” ist

Nicht nur “by doing”, sondern vor allem auch “von anderen, die die gleichen Themen, Probleme und Potenziale haben”, hat das Startup im Aufbau sehr viel an Know-how und Erfahrung gewonnen. “Das Peer-Learning ist für uns einer der wichtigsten Wissensfonds”, so Co-Founder Prossliner im Interview.

Ein dafür zugeschnittenes Netzwerk gibt es in der Grazer Life Science Szene: “Auch abseits institutioneller Veranstaltungen befinden wir uns hier in einem sehr lebendigen Startup-Umfeld. Vieles passiert auf Eigeninitiative von Gründer:innen. Das Startup-Leben hier ist wirklich Gold wert.”

Global Player nur “fünf Rad-Minuten entfernt”

“Wir sind Hardware-Hersteller, wir brauchen Hochpräzisionsfertiger für unsere Prozesstechnologie. Die Steiermark und insbesondere Graz haben sich zu einem Stakeholder-Nest der besonderen Vielfalt entwickelt. Kooperationspartner aus Industrie, Wirtschaft und Forschung sitzen hier in unmittelbarer Nähe. Wir finden Experten, Lieferanten und Fertiger mit extremer Präzision und einer super Verlässlichkeit”, erzählt Prossliner und meint weiter: “Wir arbeiten hier in einem sehr engen Umfeld mit einer sehr schnellen Dynamik. Das ist unglaublich wertvoll.”

Ein ganzes Stakeholder-Feld mit internationaler Spitzenstellung findet sich also im Grazer Becken. Oder, wie es Gründer Prossliner erneut unterstreicht: “Da sind Global Player dabei, die wir in wenigen Rad-Minuten erreichen. Man muss also nicht gleich nach Asien oder in die USA, das Netzwerk gibt es hier auch.” Nicht umsonst spricht man seit geraumer Zeit von der “Medical Science City Graz” – mit Playern wie der Medizinischen Universität und dem Zentrum für Wissens- und Technologietransfer ZWT im Netzwerk.

Gerhard Prossliner (links) und Christian Hill (rechts) mit der Geschäftsführung des ZWT – Anke Dettelbacher (Mitte rechts) und Thomas Mrak (Mitte links) ©ZWT/Lunghammer.

Besenrein eingemietet

Grund genug auch für BRAVE Analytics, sich hier als aufstrebendes Life-Science-Startup niederzulassen. Nach seinen Anfängen in den Räumlichkeiten der MedUni Graz hat sich BRAVE Analytics nämlich im ZWT Accelerator einquartiert: “Wir waren unter den Ersten, die hier eingezogen sind. Als alles noch ziemlich besenrein war.”

Mittlerweile wird auch mit anderen dort sitzenden Startups stockwerkübergreifend genetzwerkt. Sei es im Stiegenhaus, bei Weihnachtsfeiern oder informellen ZWT-Treffen. Manchmal wird auch gemeinsam gefrühstückt und in den Abendstunden philosophiert. Daneben gibt es regelmäßige Get-Together-Formate wie das ZWT-Frühstück. Im Zuge der Startupmark finden auch themenspezifische Kooperationsformate wie der Life Science Pitch Day, ein exklusives Pitchingevent für Startups und Investor:innen aus dem Life Science-Bereich, statt.

Fußläufig flexibel

Thomas Mrak, Geschäftsführer des ZWT, erzählt dazu: “Vernetzung steht bei uns an erster Stelle. Und zwar nicht nur unter Foundern, sondern auch zwischen bereits etablierten Firmen, Unis, Instituten, Professor:innen und Ärzt:innen, die alle flexibel und fast fußläufig zu erreichen sind. Ich würde sagen, das ist die Essenz der Medical Science City Graz und bildet das optimale Umfeld, um als Spin-off Fuß zu fassen.”

Unterstützung gibt es im Grazer ZWT auch mit einer optimalen Infrastruktur und “startup freundlichen” Mietverträgen und Mietkonditionen: “Wir bieten Startups, die bei uns einziehen, ein einzigartiges Preis-Leistungsverhältnis, eine perfekte Ausstattung und sehr flexible Bedingungen. Vor allem hohe Investitionskosten und lange Bindungszeiten sind für Startups schon aufgrund ihrer dynamischen und teils volatilen Entwicklungen sehr kritisch, dabei helfen wir. Je nach Möglichkeit stellen wir nicht nur Büros und Laborinfrastruktur, sondern auch Seminar- und Besprechungsräume zur Verfügung.”

“Wir verstehen uns hier einfach sehr gut”

Unverkennbar gestaltet sich der Life Science Bereich in Graz als multidimensionaler Hub für Startups und Spin-offs – und das nicht nur auf akademischer Ebene: “Wir verstehen uns hier alle untereinander sehr gut. Es gibt kurze Wege, kurze Kommunikationswege und wir arbeiten zusammen auf Augenhöhe. Es klappt einfach zwischenmenschlich”, so Mrak.

BRAVE Analytics-Co-Founder Prossliner empfiehlt dahingehend: “Nutzt das tolle österreichische Förderungssystem. Wir haben hier vonseiten der Forschungsförderungsgesellschaft FFG, des Austria Wirtschaftsservice aws und der Steirischen Wirtschaftsförderung SFG tolle Unterstützung erhalten. Vom ZWT, der MedUni Graz, der Uni Graz und der TU Graz ganz zu schweigen.”

Und: “Bindet schon frühzeitig Kund:innen ein. Nur so ermittelt man die real-life Kundenbedürfnisse potentieller Märkte, und man kann vielleicht auch erste Umsätze generieren, die man wiederum mit Förderungen hebeln kann. Man muss sich schließlich auch finanziell stabilisieren, um für Investor:innen attraktiv zu sein.”

Der Asia Pull für Life Science

Aktuell erarbeitet BRAVE Analytics eine Investitionsrunde. Mittlerweile hält das Spin-off unterschiedliche Produkte und Kunden am Markt. Auch Industriepartner sind vorhanden. Aktuell befinde man sich in der Prescaling-Phase – mit einem starken “Asia Pull”. Interesse kommt nämlich zunehmend von Abnehmern aus Asien, wie Christian Hill erzählt:

“Unsere Technologie eignet sich nicht nur für die Pharmaindustrie, sondern auch für Wasser, Kläranlagen und Mikroplastik – und sogar für die Halbleiterindustrie. Wir bewegen uns hier in einem multidimensionalen Anwendungsfeld, gerade für das Umwelt- und Wassermonitoring. Das zieht viele Kunden aus Übersee an. Jetzt heißt es: die richtigen Schritte setzen und klug skalieren.”

Damit Christian Hill und Gerhard Prossliner ihre Ziele auch weiter verfolgen können, braucht es Menschen, die in den Life Science Sektor investieren: “Life Science ist ein Technologie- und Wissenschaftsfeld, das uns in Zukunft noch viel intensiver begleiten wird. Und auf das wir angewiesen sind”, so Thomas Mrak. Der ZWT-Geschäftsführer appelliert indes: “Es arbeiten so viele tolle Menschen mit persönlicher Motivation in diesem Feld. Diese haben das Potenzial, die Zukunft maßgeblich zu verändern. Doch dafür braucht es finanzielle Unterstützung, fundierte Netzwerke und noch mehr Aufmerksamkeit.”

Mehr Informationen zum steirischen Startup-Ökosystem und der Startupmark sind hier zu finden.

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