KARLSRUHE. Digitaler Dolmetscher für unterwegs
»Wir können per Handy jeden Menschen auf der Erde erreichen, aber wir können nicht mit jedem Menschen sprechen«, stellt Alexander Waibel fest. Das will der Informatik-Professor ändern. »Ich möchte Sprachbarrieren zwischen Menschen überwinden«, beschreibt er sein Ziel. Ein ehrgeiziges Projekt angesichts von 7.000 Sprachen weltweit. Für das gesellschaftliche Problem entwickelt Waibel technische Lösungen: Computerprogramme, die gesprochene Worte in Echtzeit in andere Sprachen übersetzen. Weit verbreitete Sprachen mit vielen Trainingsdaten beherrschen die Programme besser.
Das erste marktfähige Produkt war Jibbigo: eine Übersetzungs-App fürs Handy. Die Anwendung wurde 2013 von Facebook gekauft und später von Google und Microsoft nachgebaut. »Heute ist eine Übersetzungs-App auf jedem Handy«, sagt Waibel. »Aber wir waren die ersten.«
Waibels digitale Dolmetscher helfen inzwischen nicht nur Reisenden in fremden Ländern, sondern auch ausländischen Studenten in deutschen Hörsälen, Geschäftsleuten auf internationalen Konferenzen und Politikern im EU-Parlament. Waibels Vision: »Jeder soll im Ausland so kommunizieren können wie im Heimatland. Und zwar natürlich, sodass die Technik für den Nutzer verschwindet.« Zurzeit arbeitet der Informatiker an Brillen, die zum Beispiel Straßenschilder im Ausland als Text in der Muttersprache einblenden. Oder an Face Dubbern, die Sprecher im Film nicht bloß synchronisieren, sondern auch ihre Mimik anpassen, sodass sie beim Publikum glatt als Muttersprachler durchgehen.
Hightech-Brille als Blindenführer
Maschinen sehen beibringen ist die Aufgabe von Rainer Stiefelhagen und Kathrin Gerling. Neu ist das nicht: Künstliche Intelligenz entdeckt bereits Krankheiten auf Tomografie-Bildern, lotst autonome Fahrzeuge durch die reale Welt und vermittelt die Zusammenarbeit von Robotern und Menschen in der Industrie.
Die beiden Informatik-Professoren haben es jedoch nicht auf den Massenmarkt abgesehen. Stattdessen widmen sie sich einer Nische: Die digitale Bildverarbeitung soll blinden Menschen im Alltag helfen. Zum Beispiel mit einer Hightech-Brille: Der Sensor erfasst die Umwelt, die KI analysiert und bewertet die visuellen Daten, Ton und Vibration geben wichtige Informationen an den Nutzer weiter – etwa dass ein E-Scooter den Weg blockiert, der Aufzug im Bahnhof kaputt ist oder die Kekse in der Küche liegen. So nützlich das sein mag, es gibt ein Problem: »Die Nutzergruppe ist klein«, sagt Stiefelhagen. »Die Finanzierung ist schwierig.«
Einen größeren Markt gäbe es vielleicht für eine andere Anwendung der Computer Vision: Sensoren und KI würden dann nicht die Außenwelt beobachten, sondern Menschen überwachen. Sie würden melden, wenn der Fahrer im Auto müde oder abgelenkt ist oder wenn der Senior zuhause stolpert oder Dinge verlegt. Alles zum Schutz der Nutzer – etwa vor Unfall, Sturz, Demenz. Auf dem Markt sind die Programme trotzdem noch nicht. »Es gibt Bedenken wegen Datenschutz«, erklärt Stiefelhagen.
Roboter in Menschengestalt
»Die nächste Revolution ist die Verschmelzung von Robotik und Künstlicher Intelligenz«, sagt Tamim Asfour. Der Professor entwickelt Roboter in menschlicher Gestalt mit künstlich intelligenter Steuerung. Das Besondere daran: Die Maschinen übernehmen zahlreiche Aufgaben in der realen Welt, die bislang Menschen erledigt haben. Sie kochen und putzen, versorgen Kinder und Senioren, entschärfen Landminen und entsorgen atomare Abfälle. Und zwar ohne aufwändiges Training: Sie lernen durch Sprachbefehle und Beobachtung. Soweit der Plan.
Die Realität sieht anders aus. Noch scheitern viele Humanoide an der Geschirrspüler-Challenge: Beim Ein- und Ausräumen gehen schon mal Gläser zu Bruch. »Wir sind noch bei Plastik-Geschirr«, scherzt Asfour. Objekte mit dem richtigen Griff zu packen und mit dem richtigen Druck zu halten, ist eine Herausforderung für Humanoiden. Die Alleskönner sind noch nicht im Haushalt angekommen; dort sind allenfalls automatisierte Staubsauger, Rasenmäher und Fensterputzer im Einsatz.
Das könnte sich jedoch bald ändern. Tech-Konzerne wie Hyundai, Midea und Tesla sind ins Geschäft eingestiegen. Tesla-Chef Elon Musk will sein Model Optimus für 20.000 US-Dollar verkaufen – so viel wie ein Kleinwagen. Noch wird der Markt von USA und China dominiert. Trotzdem ist Asfour überzeugt: »Deutschland kann eine große Rolle spielen.« Bei Künstlicher Intelligenz sei die Bundesrepublik abgehängt. »Aber bei KI-Robotern sind wir dank unserer starken Maschinenbau-Tradition im Vorteil.«
Fabrik der Zukunft
Die Fabrik der Zukunft ist intelligent, automatisiert und flexibel. Davon ist Jürgen Fleischer überzeugt. Der Professor für Maschinenbau erprobt industrielle Produktionsprozesse in der KIT-Forschungsfabrik. Dabei deckt er den ganzen Zyklus ab: von Herstellung über Verschleiß bis zu Recycling. »Es gibt viele wirtschaftliche Herausforderungen«, sagt Fleischer und zählt auf: »kurze Produktlebenszyklen, individuelle Produkte, neue Technologien, ökologische Verantwortung, politische Krisen«.
Darauf reagiert Fleischer mit flexiblen Produktionssystemen: Sie bestehen aus einer Vielzahl von Modulen, die alle selbstständig arbeiten und miteinander kombinierbar sind. Dadurch lässt die Herstellung sich schnell an neue Anforderungen anpassen: Produkte können in der gewünschten Variante und Stückzahl hergestellt werden.
Heutige Maschinen sind auf ein Bauteil spezialisiert. Fleischer entwickelt stattdessen Universalmaschinen: Das sind Roboterarme, von künstlicher Intelligenz gesteuert, in sechs Richtungen drehbar und mit beliebigen Werkzeugen bestückbar. Sie können zahlreiche Arbeiten ausführen.
Um Produktionsausfällen vorzubeugen, analysiert die KI die Maschinen im laufenden Betrieb und meldet Verschleiß. Dann kann das Gerät rechtzeitig repariert oder ausgetauscht werden. Ausrangierte Geräte demontieren Fleischers KI-Roboter selbstständig. Ziel ist, etwa aus Elektromotoren Magnete, Metalle und seltene Erden zurückzugewinnen und wiederzuverwerten.
Täuschend echte Fälschung
Künstliche Intelligenz lässt sich – wie jede moderne Technik – auch missbrauchen. Ein berühmt-berüchtigter Fall sind Deepfakes. Also Fotos, Audios und Videos von realen Personen, Einrichtungen oder Ereignissen, die von KI verfälscht und als echt ausgegeben werden. Welche Deepfakes es gibt, wie man sie erkennt und was sich dagegen tun lässt, erforscht Jutta Jahnel vom Institut für Technikfolgenabschätzung. »96 Prozent der Deepfakes sind Pornos«, sagt die wissenschaftliche Mitarbeiterin. »Das betrifft nicht nur Prominente, sondern auch normale Frauen.«
Hinzu kommen Betrugsversuche in der Finanzbranche, Deepfakes machen hier laut Telepolis-Magazin 6,5 Prozent der Fälle aus. Da wird zum Beispiel ein Mitarbeiter mittels gefälschter Stimme vom Chef angewiesen, Geld auf das Konto des Betrügers zu überweisen. Bekanntheit erlangten auch der vorgetäuschte Aufruf von Präsident Wolodymyr Selenskyj an die Ukrainer zur Niederlegung der Waffen und die getrickste Entschuldigung von Tagesschau-Sprecher Jens Riewa für die angeblichen Lügen der Medien. »Deepfakes manipulieren die öffentliche Meinung und erschüttern das Ansehen von Institutionen«, kritisiert Jahnel.
Aber es kommt noch schlimmer: Jahnel beklagt einen allgemeinen »Wahrheitszerfall«: »Jetzt kann man nicht mal mehr echten Informationen vertrauen.« Dagegen empfiehlt die Nichtregierungsorganisation AlgorithmWatch: »Ein kritischer Medienkonsum, die Suche nach weiteren Quellen und ein starker, auch öffentlich-rechtlicher Journalismus sind die beste Vorsorge vor ungewollter Beeinflussung.«
Sicherer Schutz für sensible Daten
Viele Aufgaben des täglichen Lebens werden in der virtuellen Welt erledigt: das Rezept in der Apotheke einlösen zum Beispiel, die Steuererklärung machen oder das Zimmer im Hotel buchen. Dabei werden persönliche Daten im Internet verschickt, verarbeitet und gespeichert. Etliche Informationen sind sensibel: etwa zu Gesundheit, Einkommen und Bankkonto. Darum müssen sie geschützt werden vor Diebstahl und Missbrauch durch Unbefugte.
Das ist die Aufgabe von Jörn Müller-Quade. Der Professor für Kryptographie unterscheidet verschiedene Sicherheitsstufen: Die Pseudonymisierung macht personenbezogene Daten unkenntlich, sodass sie nicht mehr einem bestimmten Menschen zugeordnet werden können. Die Rückidentifizierung ist aber möglich. Das gilt beispielsweise für Listen von Mitarbeitern, wo Namen durch Nummern ersetzt werden.
Die Anonymisierung geht einen Schritt weiter: Sie löst Daten von Menschen und ist nicht umkehrbar. Zum Einsatz kommt sie etwa, wenn statistische Zusammenhänge zwischen Merkmalen untersucht werden sollen, ohne dass der Merkmalsträger eine Rolle spielt. Etwa bei der Frage, ob hochverarbeitete Lebensmittel das Risiko für Krebs erhöhen.
Die Verschlüsselung schließlich wandelt mittels Algorithmen Klartext in unlesbare Chiffren um. Auf diese Weise werden etwa E-Mail, Online-Banking und Cloud-Speicher geschützt.
Neben der technischen Sicherheit treibt Müller-Quade die rechtliche Sicherheit um. Hier wünscht sich der Informatiker größere Offenheit des Gesetzgebers für neue Methoden.
