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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Beim VERBUND X Demo Day des fünften Accelerator-Batches gab es wieder spannende Insights in die Proof-of-Concept-Projekte | (c) VERBUND
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“Am Beginn des Jahres haben wir uns vorgenommen: Das Jahr 2024 soll das Jahr der Energie-Innovation werden, das Jahr neuer Partnerschaften und Projekte”, sagt Franz Zöchbauer, Managing Director VERBUND Ventures und Director Corporate Innovation & New Business bei VERBUND beim Demo Day des VERBUND X Accelerator (VXA) Batch 5. Und er stellt klar: “Die ersten vier Monate 2024 haben gezeigt: Wir sind konsequent an der Umsetzung dieses Ziels. Mit dem aktuellem Batch im VXA-Programm leisten wir einen wichtigen Beitrag dazu.”

“Liebe in der Luft”

Schon beim “Innovation Camp” des fünften Batchs sei “Liebe in der Luft gelegen”. “111 Tage später müssen wir uns fragen: War es nur eine kurze Liebe, oder geht es weiter?”, scherzt Zöchbauer. Er meint die Proof-of-Concept-Projekte, die seitdem in der Acceleration-Phase entstanden sind.

Franz Zöchbauer auf der Bühne beim VERBUND X Demo Day | (c) VERBUND
Franz Zöchbauer auf der Bühne beim VERBUND X Demo Day | (c) VERBUND

Nach mehr als 75 internationalen Bewerbungen aus 20 verschiedenen Ländern waren beim Innovation Camp im Jänner nämlich sechs Projekte mit insgesamt sieben Startups für die Acceleration-Phase des Batch 5 ausgewählt worden. Diese arbeiteten seitdem gemeinsam mit Mitarbeiter:innen von VERBUND und der Corporate Partner Post und wienerberger an den Projekten, die nun beim Demo Day vorgestellt wurden.

VERBUND: Innovation als “Symphonie”

Innovation bei VERBUND sei eine “Symphonie”, sagt Zöchbauer in Anspielung auf den 200. Jahrestag der Uraufführung von Ludwig van Beethovens 9. Symphonie exakt am Tag des Demo Day. “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”, meint er. “Und heute ist der Startpunkt von Langzeit-Partnerschaften über das Programm hinaus.”

Dass Kollaboration und Co-Innovation – nicht nur zwischen etablierten Unternehmen und Startups, sondern auch zwischen Corporates untereinander – der Schlüssel für erfolgreiche Innovation ist, ist auch den Teilnehmer:innen der Panel-Diskussion im Rahmen des Demo Day klar. Er sehe eine große Stärke in der Verbindung von Stabilität und Agilität, meint etwa VERBUND COO Achim Kaspar. “VERBUND steht für Stabilität und wir holen uns mit Partnerschaften gerne mehr Agilität herein”, präzisiert er.

“Man kann Startups bekämpfen, aber besser ist es, zusammenzuarbeiten”

Kaspar bringt aber noch einen weiteren Punkt in die Diskussion: “Wir machen das auch, weil wir keinen Trend in unserem Bereich übersehen wollen. Es ist sicher, dass der Energiesektor disruptiert wird – die Frage ist nur wann und wie!”, so der VERBUND COO. Man habe es daher in die Unternehmenskultur integriert, offen für neue Ideen und die Menschen dahinter zu sein.

Ähnlich äußert sich Emanuele Volpe, CIO beim ukrainischen Energiekonzern DTEK. “Startups bringen Ideen ein, die innerhalb von Konzernen nicht erdacht werden können. Man kann sie bekämpfen, aber besser ist es, zusammenzuarbeiten”, meint er. Dazu brauche es aber auch im etablierten Unternehmen “eine Unit nahezu verrückter Personen, die wir Innovation Manager nennen.”

Die Podiumsdiskussion | (c) VERBUND

Für Gülnaz Atila, COO Region Central bei wienerberger, ist die Neugier der große Treiber, sich am VERBUND X Accelerator zu beteiligen. Sie führt ein Erfolgsbeispiel für eine Startup-Kooperation an, die letztlich zur Erschließung eines neuen Geschäftsfelds durch wienerberger führte. ÖAMTC-CEO Oliver Schmerold schließlich mahnt in der Diskussion ein: “Wir dürfen Innovation nicht ideologisch betrachten sondern müssen pragmatisch Produkte auf den Boden bringen.”

Erfolgsbeispiel aus dem VERBUND X Accelerator

Ein Erfolgsbeispiel für ein Kooperationsprojekt aus einem vorangegangenen Batch des VERBUND X Accelerators, wurde noch vor den sechs aktuellen Projekten aus Batch 5 gepitcht: Die Startups Electric Miles und ambibox sind gemeinsam mit VERBUND, Magna und Smatrics mittlerweile weit fortgeschritten bei einem Projekt zur Nutzung von E-Autos als Powerbank. Das soll künftig helfen, das Stromnetz zu stabilisieren und Endkund:innen dabei sogar Geld einbringen.


Die 6 Projekte aus Batch 5

Weitere solche Erfolgsbeispiele dürften bald folgen. Denn auch die aktuellen Projekte sind vielversprechend. Hier ein Überblick:

companion.energy & VERBUND

Ein Team aus Mitarbeiter:innen des belgischen Startups companion.energy und von VERBUND will mit seinem System eine präzisere Vorhersage des Energiekonsums in Industriebetrieben liefern. Dazu werden nicht nur Daten zur Produktionsplanung sondern etwa auch prognostizierte Wetterdaten genutzt. Von der besseren Vorhersage sollen nicht nur die Betriebe profitieren, die damit ihren Energieeinkauf besser planen können, sondern auch die Energieanbieter, die damit Schwankungen im Verbrauch besser prognostizieren können. Das soll eine Kostenersparnis auf beiden Seiten bringen.

Energie Interessen & Post

Das Wiener Unternehmen Energie Interessen arbeitet als österreichischer Vertriebspartner der deutschen Heliatek mit der Post an neuartigen Photovoltaik (PV)-Anlagen. Heliatek hat eine eigene PV-Technologie entwickelt. Die kleinen Module aus einem biegbaren Material lassen sich besonders leicht an unterschiedlichsten Oberflächen anbringen. Zudem haben sie einen deutlich niedrigeren CO2-Fußabdruck als Standard-PV-Module. Bei der Post sollen sie an den zahlreichen Verteilerzentren angebracht werden, um dort etwa Strom für die E-Auto-Flotte zu liefern. Das wurde im Proof-of-Concept-Projekt bereits getestet und soll noch dieses Jahr weiter ausgebaut werden.

CDS Drones & VERBUND

CDS Drones aus Deutschland hat sich mit seinen besonders robusten Drohnen auf den Bereich Bewachung spezialisiert. Das wurde nun auch in einem gemeinsamen Team mit Mitarbeiter:innen von VERBUND getestet. Denn bei vielen Anlagen des Energieanbieters, darunter alleine 130 Wasserkraftwerke, handelt es sich um kritische Infrastruktur. Die bis zu 120 km/h schnellen autonomen Drohnen können Eindringlinge erkennen und geben die Informationen sofort an das Sicherheitspersonal weiter, das gegebenenfalls sofort handeln kann. Das System soll auch eine Kostenersparnis bringen.

Inmox & VERBUND

Das Startup Inmox aus Wien hat Sensoren entwickelt, die direkt in die Getriebe von Windkraftwerken eingebaut werden, um dort für eine bessere Vorhersage für die Predictive Maintenance zu sorgen. Denn derzeit genutzte Daten würden nur sehr eingeschränkte Informationen bieten, heißt es vom Startup. Gemeinsam mit VERBUND will man das System an Windkraftwerken des Energieanbieters testen.

Amibit & wienerberger

Eine immer größere Anzahl von smarten Geräten und Anlagen sorgt für eine gewisse Komplexität. Dieser will das slowenische Startup Amibit mit seiner “reduxi”-Box begegnen. Diese kann mit bis zu 100 Geräten verbunden werden und soll eine übersichtlichere Steuerung sowie eine bessere Abstimmung zwischen den Geräten bieten. Gemeinsam mit wienerberger will das Startup eine eigene Box auf den Markt bringen, die die Steuererung und Abstimmung von PV-Anlagen, Wärmepumpen und Co auf den 92 Millionen Quadratmeter Dach, die wienerberger im Jahr produziert, erleichtert.

ogre AI & VERBUND

Auch das rumänische Startup ogre AI hat sich dem Bereich Vorhersage verschrieben. Im Proof of Concept-Projekt mit Mitarbeiter:innen von VERBUND fokussierte man dabei auf die KI-gestützte Prognose des Verbrauchs an E-Auto-Ladestationen. Denn die steigende Zahl an E-Autos bringe einen höheren Verbrauch und größere Schwankungen mit sich. Eine bessere Vorhersage soll für Energieanbieter die Effizienz steigern und damit die Kosten reduzieren.


And the winner is…

Durch ein Voting der stark besetzten Jury und des Publikums beim Demo Day wurde auch ein Siegerprojekt ermittelt: Jenes von Amibit und wienerberger. Doch auch einige andere Projekte sollen langfristig weiterverfolgt werden.

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