19.06.2024
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

Lösung gegen KI-Halluzinationen? So funktioniert Sepp Hochreiters SDLG-Methode

Halluzinationen sind ein großes Problem der KI-Szene. Und das weltweit. Während Google und Microsoft sich bei einer Lösung schwertun, kommt aus Österreich ein Modell, dass solche "KI-Unsicherheiten" besser erkennen soll. Es heißt: SDLG. Wie genau, erklärt KI-Experte Sepp Hochreiter in einem Gespräch mit uns.
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SDLG, KI, Hochreiter, Halluzination
(c) brutkasten - Sepp Hochreiter zu SDLG.

“Großartige Arbeit meines Teams: Erkennen, ob LLMs (Anm.: Large Language Models) halluzinieren. Sie halluzinieren, wenn sie unsicher sind. Wir erkennen diese Unsicherheit und markieren Halluzinationen” – so beschreibt KI-Koryphäe Sepp Hocheiter auf LinkedIn die Errungenschaft, die er uns seine Forscher:innen am Institut für Machine Learning der Johannes Kepler Universität Linz vollbracht haben. Dabei spricht er von dem SDLG-Modell. Der Begriff steht für “Semantically Diverse Language Generation”.

Denn es ist ein großes Thema, das die KI-Community beherrscht. Bei Nutzung von Künstlicher Intelligenz (KI) kann es passieren, dass man eine Frage stellt und falsche Antworten bekommt. Im Fachjargon sagt man dazu, die KI halluziniert.

SDLG verbessert Erkennung von Halluzinationen

Wie brutkasten berichtete, tun sich Giganten wie Google und Microsoft schwer, dieser Problematik habhaft zu werden. Eine neuer Lösungsansatz kam heuer vom Wiener Startup datAInsights, die statt impliziten explizite Fakten bzw. explizites Wissen verwenden, das dokumentiert ist. “Wir reichern bestehende Knowledge-Systeme mit Quellen an, sodass sie für unsere Architektur verarbeitet werden können”, erklärte datAInsights-Co-Founder René Heinzl im März 2023.

Nun kommt ein weiterer Lösungsansatz aus dem Umfeld von Sepp Hochreiter: SDLG. Diese neue Methode verbessert die Erkennung von Halluzinationen in LLMs (Large Language Modellen), indem es die Unsicherheitsabschätzung vorantreibt oder anders gesagt, aufzeigt, wenn ein Large Language Modell “unsicher” ist.

Man muss wissen, dass LLMs als Basis für Künstliche Intelligenz dienen und wie eine Zeichenkette aufgebaut sind. Hier wirken Wahrscheinlichkeiten, die das nächste Zeichen (konkret das nächste Wort oder um noch genauer zu sein, die nächsten Buchstaben) produzieren und Antworten auf Fragen liefern. Da kann es zu Fehlern oder falschen Informationen kommen.

Einstein oder Newton?

“Hochreiter präzisiert gegenüber brutkasten: “Halluzinationen können entstehen, wenn ein Trainingsdaten-Set fehlende oder zu wenige Daten zu einem Thema hat”, sagt er. “‘Albert Einstein hat die Relativitätstheorie entwickelt’ kann in verschiedenen Varianten (Anm.: Einstein hat die Relativitätstheorie erfunden, die Relativitätstheorie wurde von Einstein erfunden oder entwickelt, Der Vater der Relativitätstheorie ist Alber Einstein, etc.) im Trainingsdaten-Set als Information dienen. Gibt es diese nicht oder nur ungenügend, und die KI weiß, dass das Relativität etwas mit Physik zu tun hat, kann es sein, dass die Antwort plötzlich Newton ist.”

SDLG erkennt ob “LLMs halluzinieren”

Lukas Aichberger, “ELLIS PhD”-Student am Institut für Machine Learning der JKU beschreibt per LinkedIn-Post die SDLG-Methode – die er, Kajetan Schweighofer, Mykyta Ielanskyi und Sepp Hochreiter entwickelt haben – wie folgt: “Wir schaffen eine theoretische Grundlage für Unsicherheitsmaße in LLMs und führen theoretisch begründete ‘Estimatoren’ (Schätzer) für semantische Unsicherheit ein. Und stellen eine Methode zur Verfügung, um semantisch vielfältige und dennoch wahrscheinliche Ausgabesequenzen zu erzeugen, indem wir die Texterzeugung eines LLMs so steuern, dass wichtige Informationen für den semantischen Unsicherheitsschätzer erfasst werden.”

SDGL, KI, Halluzinationen, Hochreiter
(c) zVg – (v.l.) Sepp Hochreiter, Lukas Aichberger, Mykyta Ielanskyi und Kajetan Schweighofer.

In anderen Worten hebt die SDGL-Methode jene Aussagen hervor, wo sich die KI nicht sicher ist und markiert sie, damit man die durch “semantische Unsicherheit” (des Large Language Models) hervorgerufenen Halluzinationen erkennt, wie Hochreiter präzisiert.

Im 23-seitigen Paper, das die Forscher herausgebracht haben, heißt es konkret: “SDLG steuert das LLM, um semantisch unterschiedliche, aber wahrscheinliche Alternativen für einen ursprünglich generierten Text zu erzeugen. Dieser Ansatz liefert ein präzises Maß für die aleatorische (Anm.: vom Zufall abhängige) semantische Unsicherheit und erkennt, ob der ursprüngliche Text wahrscheinlich halluziniert ist. Experimente mit Aufgaben zur Beantwortung von Fragen zeigen, dass SDLG bestehende Methoden durchgängig übertrifft und dabei rechnerisch am effizientesten ist, wodurch ein neuer Standard für die Unsicherheitsabschätzung in LLMs gesetzt wird.”

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“Die Entwicklungen als auch Herausforderungen für das Gelingen einer nachhaltigen Energiezukunft schreiten extrem schnell voran und die Frage ist: Wer liefert all die Innovationen? Sind es Corporates? Sind es Startups? Ich bin davon überzeugt, es sind Partnerschaften, die das zustande bringen”, sagte Franz Zöchbauer, Managing Director VERBUND Ventures und Director Corporate Innovation & New Business bei VERBUND beim Demo Day des VERBUND X Accelerator (VXA) Batch 5 im Frühling.

Bewerbung für VERBUND X Batch 6 bis Ende August

Das trifft den Grundgedanken des Programms im Kern: Kollaboration und Co-Innovation – nicht nur zwischen etablierten Unternehmen und Startups, sondern auch zwischen Corporates untereinander – sind der Schlüssel für erfolgreiche Innovation. Den Beweis dafür erbrachte der VERBUND X Accelerator nun schon fünf Mal. Aus 29 Pilotprojekten in Kooperation zwischen VERBUND, bislang 22 Corporate-Partnern und Startups entstanden zahlreiche langfristige Projekte, die nach wie vor laufen. Nun startete der Call für Batch 6. Bis 18. August können Startups aus der ganzen Welt sich bewerben.

Porsche Holding-Tochter und Axpo neue Use Case-Partner, Greiner Innoventures und UNIQA Ventures neue VC-Partner

Auch im aktuellen Durchgang sind neben bereits erfahrenen auch neue Corporate-Partner an Bord. Erstmals unter den Use Case-Partnern sind MOON, eine Tochter der Porsche Holding, und der Schweizer Energieanbieter Axpo. Dazu kommen die bereits in vorangehenden Batches vertretenen Partner Bundesimmobiliengesellschaft (BIG), RHI Magnesita, voestalpine Stahl GmbH und wienerberger. Bei den VC-Partnern kommen zu VERBUND X Ventures, Speedinvest und Elevator Ventures nun auch UNIQA Ventures und Greiner Innoventures hinzu.

Paneldiskussion beim VERBUND X Demo Day Batch 5 mit Achim Kaspar (COO VERBUND), Oliver Schmerold (CEO ÖAMTC), Gülnaz Atila (COO Region Central Wienerberger), Emanuele Volpe (CIO DTEK) | © tenthirty

Große Bandbreite an Lösungen gesucht

All die Partner suchen gemeinsam mit VERBUND eine große Bandbreite an Startups. Denn insgesamt acht Suchfelder wurden für Batch 6 definiert – fünf gemeinsam mit den Use-Case-Partnern für den Accelerator, drei gemeinsam mit den VC-Partnern für mögliche Investments.

Die 5 Use Case-Suchfelder

Industrial Energy Storage

voestalpine Stahl und wienerberger stellen ihre Industrieanlagen von fossilen Brennstoffen auf nachhaltige Energiequellen um. Das erfordert effektive Energiespeicherlösungen, um einen zuverlässigen und effizienten Betrieb zu gewährleisten. Aber auch die nachhaltige Energieerzeugung von VERBUND bedingt fortschrittliche Energiespeichersysteme, die Schwankungen im Energieangebot ausgleichen und so die kontinuierliche Stromversorgung sichern.Im VXA suchen die Partner daher verschiedene Lösungen zur Bewältigung des schwankenden Energiebedarfs in ihren Anlagen. Dazu gehören sowohl Kurzzeit- als auch Langzeit-Speicherlösungen, ebenso wie Anwendungen zur Energieumwandlung und -speicherung. Der Schwerpunkt liege auf der Identifizierung von Technologien, die über die traditionellen Lithium-Ionen-Batterien hinausgehen, mit besonderem Augenmerk auf Power2X-Umwandlungstechnologien, heißt es von den Partnern.

Hydrogen & Gas Sensors

voestalpine Stahl, RHI Magnesita, VERBUND und Axpo suchen im Zuge ihrer Bemühungen im Bereich Wasserstoff nach innovativen Lösungen von Scaleups zur Erkennung von Lecks und zur Messung der Qualität und Reinheit von Wasserstoff und Gasen. Der Schwerpunkt liegt auf der Überwachung der Wasserstoffspeicherung und des Wasserstofftransports, um eine effiziente Qualitätskontrolle und Sicherheit in Wasserstoff- und Gasnetzen zu gewährleisten. Konkret gesucht werden etwa mobile Sensortechnologien zur frühzeitigen Erkennung von Lecks in Behältern und Pipelines und Lösungen zur Verbesserung von Sicherheitsprotokollen für die Speicherung und den Transport von Wasserstoff und Gasen. Zudem suchen die Partner Technologien zur Messung der Qualität und Reinheit von Wasserstoff und Gasen.

Technical Aggregation of Distributed Energy Resources

In diesem Suchfeld wollen VERBUND und MOON Lösungen im Lichte der steigenden Zahl an Energie-Prosumern finden. Der Trend erfordere ein flexibles Energiemanagement auf lokaler und größerer Netzebene durch die Integration von Erzeugung, Verbrauch und Speicherung verschiedener dezentraler Energieressourcen, heißt es von den Partnern. Dabei könnten bidirektionale E-Autos eine zentrale Rolle spielen, da ihre Batterien als Energiespeicher dienen können. VERBUND will dabei als Markt-Aggregator fungieren und sucht gemeinsam mit den Partnern nach technischen Lösungen dafür.

AI Agents

In diesem Suchfeld definiert VERBUND einen sehr spezifischen Use Case: VERBUND will die Datenqualität innerhalb seiner hierarchisch strukturierten und relationalen Datenbanken verbessern, indem mehrere spezialisierte KI-Modelle, so genannte Agenten, integriert werden, die in der Lage sind, autonom miteinander zu kommunizieren, ihre Aufgaben nahtlos zu integrieren und effektiv zu interagieren. Jeder Agent soll dabei unterschiedliche Rollen und Verantwortlichkeiten übernehmen, die zusammen zu einem guten Ergebnis führen, etwa Erkennung von Anomalien, Code-Analyse und Lösung.

Intelligent Analysis Based on Satellite Imagery

VERBUND nutzt derzeit Satellitenbilder für die Potenzialanalyse von PV-Anlagen auf verschiedenen Flächen wie Dächern und Feldern. Allerdings fehle es den vorhandenen Bildern oft an der notwendigen Genauigkeit, weshalb man damit nur grobe Schätzungen vornehmen könne, die später angepasst werden müssten, heißt es vom Unternehmen. In diesem Suchfeld will VERBUND daher innovative Lösungen finden, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Satellitendaten für die Flächenanalyse zu verbessern – entweder durch bessere Ausgangsdaten oder durch die Verbesserung bestehender Daten via KI. Konkret sollen dann etwa in den Verkaufsprozess integrierte Analysetools für die Kundenakquise entstehen, die das PV-Potenzial auf Dächern in bestimmten Gebieten genau ermitteln.

Impressionen vom VERBUND X Demo Day Batch 5. | © tenthirty

Die 3 VC-Suchfelder

AI-Driven Product Development

Greiner Innoventures und Speedinvest suchen nach Investmentmöglichkeiten in KI-basierte Tools, die den Produktentwicklungsprozess erheblich verbessern können, einschließlich der Optimierung des CO2-Fußabdrucks von Produkten. Diese KI-gesteuerten Lösungen sollen etwa Arbeitsabläufe rationalisieren und sie schneller, effizienter und qualitativ hochwertiger machen können. Konkret suchen sie nach einer KI als “Co-Pilot”, die sie während des gesamten Konstruktions- und Produktentwicklungsprozesses unterstützen kann – von der Angebotserstellung und Konzeption über das Design und die Fertigung bis hin zur Auslieferung. Ziel sei es, bessere Lösungen für Kunden, schnellere Reaktionszeiten, verbessertes Prototyping und kürzere Markteinführungszeiten zu ermöglichen, um die Kundenzufriedenheit zu erhöhen, heißt es von Greiner Innoventures.

Energy Fintech Innovations

In diesem Suchfeld sind Elevator Ventures, Uniqa Ventures, Speedinvest und VERBUND X Ventures auf der Suche nach Investmentmöglichkeiten in Fintechs, die den Energiesektor unterstützen. Der Fokus liegt dabei auf der Verbesserung der Effizienz, Transparenz und Zugänglichkeit von Finanzdienstleistungen im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien und Energiemanagement. So sucht man etwa nach Finanzierungs- bzw. Leasingplattformen für erneuerbare Energien oder Plattformen zur Unterstützung des Peer-to-Peer-Energiehandels und dezentraler Energiemärkte.

Green Fintech & Sustainable Banking Technologies

Elevator Ventures, Uniqa Ventures, Speedinvest und VERBUND X Ventures wollen in diesem Suchfeld Investmentmöglichkeiten in innovative Finanztechnologien finden, die Nachhaltigkeit und umweltfreundliche Praktiken im Finanzsektor fördern. Konkret gesucht werden etwa Lösungen für ein integriertes ESG-Rating in der Kreditwürdigkeitsprüfung von KMU oder zur Bewertung der Verlässlichkeit und Integrität von Emissionsgutschriften. Zudem suchen die Partner nach Plattformen für den Handel mit Zertifikaten für grüne Energiequellen.

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