22.11.2022

MAMMOth: KI-Tendenz zur Diskriminierung durchbrechen

Ein EU-Projekt gegen AI-Diskriminierung und für "multikriteriellen Fairness". Mit dabei: eine österreichische Forscherin des "Complexity Science Hub Vienna"
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(c) Stock.Adobe/ra2 studio - Science Hub entwickelt dafür sgn. "Fairness-Messungen".

Das Problem beim Einsatz Künstlicher Intelligenz ist, dass sie dazu tendiert, diskriminierende Entscheidungen zu treffen – etwa in der Bildung, bei Bewerbungsverfahren oder in der Werbung. Amazon, als Beispiel, schaffte vor vier Jahren eine KI-Software für die Bewerberauswahl wieder ab, weil die eingebaute AI Frauen benachteiligte. Microsoft nahm seinen Chatbot “Tay” bereits zwei Jahre davor zurück, nachdem jener rassistische und extremistische Inhalte getwittert hatte. Das Projekt MAMMOth möchte dieses allgemeine Problem nun angehen.

MAMMOth = Multi-Attribute, Multimodal Bias Mitigation in AI Systemen

Denn, Unternehmen, Politik und viele andere Bereiche verlassen sich zunehmend auf Künstliche Intelligenz und treffen auf dieser Grundlage weitreichende Entscheidungen für den Einzelnen und die Gesellschaft.

“Einerseits eröffnet dies enorme Möglichkeiten für verschiedene Sektoren wie Bildung, Bankwesen oder Gesundheitswesen, aber auch auf persönlicher Ebene, zum Beispiel bei Stellenbewerbungen oder beim Targeting von Werbung. Andererseits besteht gerade bei künstlicher Intelligenz (KI) die Gefahr, dass sie die Diskriminierung von Minderheiten und Randgruppen in der Bevölkerung – basierend auf sogenannten geschützten Merkmalen wie Geschlecht, Rasse und Alter – weiter verstärkt”, erklärt Fariba Karimi, Senior Scientist bei “Computational Social Science” am CSH in Wien.

Der “Science Hub” entwickelt mit der Wissenschaftlerin sogenannte Fairness-Messungen, die nicht nur ein Attribut wie die Hautfarbe berücksichtigen, sondern mehrere sich überschneidende Attribute wie Geschlecht, Alter und Rasse.

“Wir wollen zum Beispiel, dass unsere Fairness-Messungen nicht nur für Frauen funktionieren, sondern auch für Frauen, die Einwanderer sind oder aus benachteiligten ethnischen Gruppen stammen”, sagt Karimi. Ihr Fokus liegt auf genau dieser “multikriteriellen Fairness” in Netzwerkdaten – wenn beispielsweise Ungleichheiten daraus resultieren, dass Menschen im Kontext eines zugrunde liegenden Netzwerks unterschiedliche Positionen einnehmen.

Minderheiten sollten in Algorithmen nicht unsichtbar werden

Diskriminierung sei kein neues Problem, aber die Tatsache, dass die KI-Technologie sie weiterhin verstärke, habe zum Aufstieg des fairnessbewussten maschinellen Lernens (ML) als Teil der verantwortungsvollen KI geführt.

Ziel ist die Entwicklung von Modellen des maschinellen Lernens, die einerseits gute Vorhersagen machen, andererseits aber nicht nach geschützten Merkmalen wie Geschlecht oder Rasse diskriminieren.

“Es wurden viele Anstrengungen unternommen, aber bisher haben die vorgeschlagenen Methoden nur eine begrenzte Wirkung und spiegeln nicht die Komplexität und die Anforderungen der realen Anwendungen wider”, so Karimi weiter.

MAMMOth: Zwölf Institute ziehen an einem Strang

Beim EU-Projekt MAMMOth indes entwickeln Experten aus zwölf verschiedenen Institutionen eine innovative, auf Fairness ausgerichtete, datengestützte KI-Grundlage, die die notwendigen Werkzeuge zur Verfügung stellt, um Diskriminierung und Mehrfachdiskriminierung abzuschwächen und die Verantwortlichkeit von KI-Systemen zu gewährleisten.

“Durch die Entwicklung und Umsetzung von multikriteriellen Fairness-Maßnahmen und Abschwächungen wollen wir sicherstellen, dass Minderheiten in Algorithmen nicht sichtbar sind und in Bereichen, die sich bei Entscheidungsprozessen auf Maschinen verlassen, fair behandelt werden”, erklärt Karimi. “Gerechtere Algorithmen bedeuten eine bessere Repräsentation und Vielfalt in der Gesellschaft, was wiederum eine integrativere und gerechtere Gesellschaft bedeutet.”

Zu diesem Zweck wird sich das Projekt von Anfang an aktiv an zahlreiche Gemeinschaften von gefährdeten bzw. unterrepräsentierten Gruppen in der KI-Forschung wenden. Der sogenannte Co-Creation-Ansatz soll dafür sorgen, dass die tatsächlichen Bedürfnisse und Nöte der Nutzer:innen im Mittelpunkt der Forschungsagenda stehen und die Aktivitäten des Projekts leiten.

Die entwickelten Lösungen werden, laut Karimi, folglich in Pilotprojekten in drei relevanten Bereichen (Finanz-/Kreditanwendungen, Identitätsüberprüfungssysteme und akademische Bewertung) demonstriert.

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Doris Lippert (Microsoft | Director Global Partner Solutions und Mitglied der Geschäftsleitung) und Thomas Steirer (Nagarro | Chief Technology Officer)
Doris Lippert (Microsoft | Director Global Partner Solutions und Mitglied der Geschäftsleitung) und Thomas Steirer (Nagarro | Chief Technology Officer) | Foto: brutkasten

“No Hype KI” wird unterstützt von CANCOM Austria, IBM, ITSV, Microsoft, Nagarro, Red Hat und Universität Graz


Mit der neuen multimedialen Serie “No Hype KI” wollen wir eine Bestandsaufnahme zu künstlicher Intelligenz in der österreichischen Wirtschaft liefern. In der ersten Folge diskutieren Doris Lippert, Director Global Partner Solutions und Mitglied der Geschäftsleitung bei Microsoft Österreich, und Thomas Steirer, Chief Technology Officer bei Nagarro, über den Status Quo zwei Jahre nach Erscheinen von ChatGPT.

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„Das war ein richtiger Hype. Nach wenigen Tagen hatte ChatGPT über eine Million Nutzer”, erinnert sich Lippert an den Start des OpenAI-Chatbots Ende 2022. Seither habe sich aber viel geändert: “Heute ist das gar kein Hype mehr, sondern Realität“, sagt Lippert. Die Technologie habe sich längst in den Alltag integriert, kaum jemand spreche noch davon, dass er sein Smartphone über eine „KI-Anwendung“ entsperre oder sein Auto mithilfe von KI einparke: “Wenn es im Alltag angekommen ist, sagt keiner mehr KI-Lösung dazu”.

Auch Thomas Steirer erinnert sich an den Moment, als ChatGPT erschien: „Für mich war das ein richtiger Flashback. Ich habe vor vielen Jahren KI studiert und dann lange darauf gewartet, dass wirklich alltagstaugliche Lösungen kommen. Mit ChatGPT war dann klar: Jetzt sind wir wirklich da.“ Er sieht in dieser Entwicklung einen entscheidenden Schritt, der KI aus der reinen Forschungsecke in den aktiven, spürbaren Endnutzer-Bereich gebracht habe.

Von erster Begeisterung zu realistischen Erwartungen

Anfangs herrschte in Unternehmen noch ein gewisser Aktionismus: „Den Satz ‘Wir müssen irgendwas mit KI machen’ habe ich sehr, sehr oft gehört“, meint Steirer. Inzwischen habe sich die Erwartungshaltung realistischer entwickelt. Unternehmen gingen nun strategischer vor, untersuchten konkrete Use Cases und setzten auf institutionalisierte Strukturen – etwa durch sogenannte “Centers of Excellence” – um KI langfristig zu integrieren. „Wir sehen, dass jetzt fast jedes Unternehmen in Österreich KI-Initiativen hat“, sagt Lippert. „Diese Anlaufkurve hat eine Zeit lang gedauert, aber jetzt sehen wir viele reale Use-Cases und wir brauchen uns als Land nicht verstecken.“

Spar, Strabag, Uniqa: Use-Cases aus der österreichischen Wirtschaft

Lippert nennt etwa den Lebensmittelhändler Spar, der mithilfe von KI sein Obst- und Gemüsesortiment auf Basis von Kaufverhalten, Wetterdaten und Rabatten punktgenau steuert. Weniger Verschwendung, bessere Lieferkette: “Lieferkettenoptimierung ist ein Purpose-Driven-Use-Case, der international sehr viel Aufmerksamkeit bekommt und der sich übrigens über alle Branchen repliziert”, erläutert die Microsoft-Expertin.

Auch die Baubranche hat Anwendungsfälle vorzuweisen: Bei Strabag wird mittels KI die Risikobewertung von Baustellen verbessert, indem historische Daten zum Bauträger, zu Lieferanten und zum Bauteam analysiert werden.

Im Versicherungsbereich hat die UNIQA mithilfe eines KI-basierten „Tarif-Bots“ den Zeitaufwand für Tarifauskünfte um 50 Prozent reduziert, was die Mitarbeiter:innen von repetitiven Tätigkeiten entlastet und ihnen mehr Spielraum für sinnstiftende Tätigkeiten lässt.

Nicht immer geht es aber um Effizienzsteigerung. Ein KI-Projekt einer anderen Art wurde kürzlich bei der jüngsten Microsoft-Konferenz Ignite präsentiert: Der Hera Space Companion (brutkasten berichtete). Gemeinsam mit der ESA, Terra Mater und dem österreichischen Startup Impact.ai wurde ein digitaler Space Companion entwickelt, mit dem sich Nutzer in Echtzeit über Weltraummissionen austauschen können. „Das macht Wissenschaft zum ersten Mal wirklich greifbar“, sagt Lippert. „Meine Kinder haben am Wochenende die Planeten im Gespräch mit dem Space Companion gelernt.“

Herausforderungen: Infrastruktur, Daten und Sicherheit

Auch wenn die genannten Use Cases Erfolgsbeispiele zeigen, sind Unternehmen, die KI einsetzen wollen, klarerweise auch mit Herausforderungen konfrontiert. Diese unterscheiden sich je nachdem, wie weit die „KI-Maturität“ der Unternehmen fortgeschritten sei, erläutert Lippert. Für jene, die schon Use-.Cases erprobt haben, gehe es nun um den großflächigen Rollout. Dabei offenbaren sich klassische Herausforderungen: „Integration in Legacy-Systeme, Datenstrategie, Datenarchitektur, Sicherheit – all das darf man nicht unterschätzen“, sagt Lippert.

“Eine große Herausforderung für Unternehmen ist auch die Frage: Wer sind wir überhaupt?”, ergänzt Steirer. Unternehmen müssten sich fragen, ob sie eine KI-Firma seien, ein Software-Entwicklungsunternehmen oder ein reines Fachunternehmen. Daran anschließend ergeben sich dann Folgefragen: „Muss ich selbst KI-Modelle trainieren oder kann ich auf bestehende Plattformen aufsetzen? Was ist meine langfristige Strategie?“ Er sieht in dieser Phase den Übergang von kleinen Experimenten über breite Implementierung bis hin zur Institutionalisierung von KI im Unternehmen.

Langfristiges Potenzial heben

Langfristig stehen die Zeichen stehen auf Wachstum, sind sich Lippert und Steirer einig. „Wir überschätzen oft den kurzfristigen Impact und unterschätzen den langfristigen“, sagt die Microsoft-Expertin. Sie verweist auf eine im Juni präsentierte Studie, wonach KI-gestützte Ökosysteme das Bruttoinlandsprodukt Österreichs deutlich steigern könnten – und zwar um etwa 18 Prozent (brutkasten berichtete). „Das wäre wie ein zehntes Bundesland, nach Wien wäre es dann das wirtschaftsstärkste“, so Lippert. „Wir müssen uns klar machen, dass KI eine Allzwecktechnologie wie Elektrizität oder das Internet ist.“

Auch Steirer ist überzeugt, dass sich für heimische Unternehmen massive Chancen eröffnen: “Ich glaube auch, dass wir einfach massiv unterschätzen, was das für einen langfristigen Impact haben wird”. Der Appell des Nagarro-Experten: „Es geht jetzt wirklich darum, nicht mehr zuzuwarten, sondern sich mit KI auseinanderzusetzen, umzusetzen und Wert zu stiften.“


Folge nachsehen: No Hype KI – wo stehen wir nach zwei Jahren ChatGPT?


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