Are you ready for AI? - guild42.ch · Geschichte und Entwicklung 9 06.07.2018 Guild42 –Are you...

Guild42 – 11. Juni 2018

Are you ready for AI?

Agenda

06.07.2018 Guild42 – Are you ready for AI?2

1 Künstliche Intelligenz

2 Machine Learning

3 Deep Learning

4 HIRO™ Technologie

5 Demo HIRO

6

7

06.07.20183

Künstliche Intelligenz

Was versteht man unter «Intelligenz»?


Die Fähigkeit…

• mit der Umgebung zu interagieren

(sprechen, sehen, bewegen, verändern)

• die Umgebung zu modellieren

und Schlüsse zu ziehen

• zu lernen und sich anzupassen

• Probleme zu lösen

• Dinge zu erkennen

INTELLIGENZ

Interagieren

Probleme lösen

Modellieren

Schlüsse ziehen

Lernen

Erkennen

Was versteht man unter «Künstlicher Intelligenz»?


KI

Wahrnehmen

Kommunizieren

Schlussfolgern

Lernen

Handeln

Die fünf Sinne von Künstlicher Intelligenz


Quelle: Capgemini, “The five senses of Artificial Intelligence: Christopher Stancombe”, Mai 2017

Wahrnehmen

KommunizierenSchlussfolgern

Lernen

Handeln

Teilgebiete der Künstlichen Intelligenz


RobotikMusteranalyse

und Muster-erkennung

Muster-vorhersage

Wissensbasierte Systeme

Bildverstehende Systeme

Natürlich Sprachliche

Systeme

Multi-Agenten Systeme

Computerspiele

Verschiedene Typen von Künstlicher Intelligenz


SCHWACHE KI(WEAK / NARROW AI)

STARKE KI(STRONG / GENERAL AI)

SUPERINTELLIGENZ

• Diese Systeme fokussieren sich

auf die Lösung von konkreten

Anwendungsproblemen.

• Die Vorgehensweise basiert

auf Methoden der Mathematik

und Informatik.

• Das System kann sich selbst

optimieren und ist meist auf

die Erfüllung einer klar

definierten Aufgabe

ausgerichtet.

• Alle heutigen Systeme sind

dieser Kategorie zuzuordnen.

• Eine starke KI hätte

generalisiertes Wissen und

könnte auf eine unvorbereitete

Aufgabe entsprechend

reagieren.

• Ein solches System würde

seine Umgebung wie ein

Mensch wahrnehmen und

könnte daraus Schlüsse ziehen.

• Bis heute ist es noch nicht

gelungen, eine starke KI zu

entwickeln.

• Der Begriff «Superintelligenz»

verweist auf den Zustand,

wenn eine Künstliche

Intelligenz die kognitiven

Fähigkeiten des Menschen

übertrifft und uns somit

überlegen ist.

• Dabei wären Maschinen in der

Lage, menschliche Gedanken

zu imitieren und würde sich

selbst wahrnehmen.

• Dieser Typ ist vorerst nur in

Science Fiction Filmen zu

sehen.

Geschichte und Entwicklung


1950 TURING-TESTAlan Turing formulierte die Idee, wie man feststellen kann, ob eine Maschine ein dem Menschen gleichwertiges Denkvermögen besitzt.

1955 «KÜNSTLICHE INTELLIGENZ»John McCarthy prägte bei der Darthmouth-Konferenz den Begriff «Artificial Intelligence» und war massgeblich in der Begründung der Disziplin beteiligt.

1961 UNIMATEUnimate war der erste Industrieroboter und wurde von General Motors in der Fertigungsstrasse zum Schweissen an Karosserien verwendet.

1964 ELIZADer erste Chatbot, welcher von Joseph Weizenbaum am MIT entwickelt wurde, führt Unterhaltungen mit Menschen.

1966 SHAKEYShakey war der erste mobile Roboter, welcher seine Aktionen selbst planen konnte.

KÜNSTLICHE INTELLIGENZDie Anfänge und erste Versuche

1997 DEEP BLUEDer Schachcomputer Deep Blue von IBM bezwingt den Schach-Weltmeister Garry Kasparov.

1998 KISMETDas MIT entwickelt den humanoiden Roboter Kismet, welcher mit Menschen interagieren kann und menschliche Emotionen simuliert.

1999 AIBOSony bringt mit AIBO einen Unterhaltungsroboter in Form eines Hundes auf den Markt. Serienmässig weist dieser hundetypisches Verhalten auf, konnte aber über eine Schnittstelle neu programmiert werden.

2002 ROOMBARoomba von der Firma iRobot war der erste autonome Staubsaugroboter in Serienproduktion. Er ist heute weltweit der erfolgreichste Dienstroboter.

MACHINE LEARNINGKünstliche Intelligenz kann Fuss fassen

2011 SIRIApple veröffentlicht mit Siri einen intelligenten sprachgesteuerten persönlichen Assistenten für das iPhone.

2011 WATSONDas Computerprogramm Watson gewinnt in der Quizsendung Jeopardy! und bezwingt damit den 74-maligen Sieger Ken Jennings.

2014 EUGENEChatbot Eugene Goostman konnte einen der drei menschlichen Chatpartner davon überzeugen, dass er ein Mensch sei. Es wird kontrovers diskutiert, ob er damit den Turing-Test bestanden habe.

2014 ALEXAMit Alexa lanciert Amazon einen intelligenten persönlichen Assistenten, welcher mittels Sprachsteuerung vielseitig einsetzbar ist.

2016 TAYDer Twitter-Chatbot Tay von Microsoft ging als selbstlernendes Programm online und musste innerhalb von 16 Stunden aufgrund vieler beleidigenden Tweets wieder ausgeschaltet werden.

2017 ALPHAGO ZEROAlphaGo Zero von Google schlägt Ke Jie im Spiel Go. Das Programm hat sich selbst trainiert und wurde initial nur mit den Spielregeln ausgestattet.

DEEP LEARNINGKünstliche Intelligenz wird zum disruptiven Trend

Häufige Missverständnisse


Artificial IntelligenceBauen von nicht-menschlicher Intelligenz allgemein

Machine LearningMaschinen befähigen, selbst schlauer zu werden

Deep LearningSpezielle Art von Machine Learning

Häufige Missverständnisse


MASCHINEN VERSTEHEN – NEIN, DAS TUN SIE NICHT

Vereinfacht betrachtet verwendet eine Maschine bereits

vordefinierte Muster aus einem Modell und ordnet diese

anschliessend einem neuen Input zu. Je mehr Daten

zugeordnet werden können, umso mehr macht es für uns

den Anschein, dass die Maschine ein «Verständnis» hat.

KÜNSTLICHE INTELLIGENZ IST EIN NEUES THEMA – NEIN

Die Idee zur Entwicklung von Künstlicher Intelligenz ist nicht

neu. Schon 1955 hat John McCarthy den Begriff geprägt und

erste Grundlagenforschung betrieben. Aufgrund der damals

begrenzen Rechenleistung waren die Resultate ernüchternd.

Durch die rasante Entwicklung in diesem Bereich kam es in

den letzten Jahren zum Durchbruch, nicht zuletzt auch durch

Cloud Computing.

MACHINE LEARNING IST DASSELBE WIE AI –

NEIN, ES IST NUR EIN ASPEKT VON AI

Die Forschung im Bereich der Künstlichen Intelligenz ist

sehr vielschichtig und beinhaltet verschiedene

Herangehensweisen. Somit kann man für spezifische

Probleme die richtige Technik anwenden, genau so wie

auch wir Menschen verschiedene Möglichkeiten zur

Problemlösung verfolgen. Maschine Learning ist somit nur

eine Komponente von Künstlicher Intelligenz.

MASCHINEN ERSETZEN DAS MENSCHLICHE GEHIRN. – NEIN

Grosse Neuronale Netzwerke können mehrere Millionen

künstliche Neuronen haben. Das menschliche Gehirn besitzt

jedoch etwa 100 Milliarden biologische Neuronen, welche mit

etwa 100 Billionen Synapsen verbunden sind. Ein Neuronales

Netzwerk simuliert nur das elektrische Leitsystem des Gehirns,

jedoch nicht die chemischen Vorgänge sowie weitere

Abhängigkeiten. Die Leistung eines Neuronalen Netzwerkes ist

in keiner Weise mit der Leistung des Gehirns vergleichbar.

Enabler für Künstliche Intelligenz


Enormer Fortschritt bei der Hardware

Möglichkeiten von Cloud Computing

Moderne Datenbanksysteme inkl. Big Data Technologien

Gartner Hype Cycle and Strategic Technology Trends


Auswirkungen, Gefahren und Risiken


« The development of full artificial intelligence

could spell the end of the human race. Once

humans develop artificial intelligence, it will

take off on its own and redesign itself at an

ever-increasing rate. Humans, who are limited

by slow biological evolution, couldn't compete

and would be superseded. »

Stephen William Hawking

Existenzrisiko für die

Menschheit

• Entwicklung einer Eigendynamik

der Künstlichen Intelligenz mit

negativen Folgen

• Fähigkeit, sich selbst zu

programmieren

• Beschleunigung des technischen

Fortschrittes bis zu

Technologischer Singularität:

Zukunft der Menschheit ist nach

diesem Zeitpunkt nicht

vorhersehbar

«Friendly AI»



Automatisierung

• Automation von weiteren

Aufgaben in vielen

Unternehmungen

• Routineaufgaben aber

auch ganz spezifische

komplexe Tätigkeiten

• Digitale Revolution vs.

Industrielle Revolution

Umstrukturierung der menschlichen Arbeitskraft

• Jobs der Mittelklasse sind

gefährdet (ca. 9%)

• Nicht jedes Unternehmen

plant, Routinetätigkeiten

an eine KI auszulagern

• Durchschnittliche

Arbeitskräfte könnten den

Anforderungen der neu

entstehenden Jobs evtl.

nicht genügen

Dritte Revolution der Kriegsführung

• Künstliche Soldaten und

Roboter auf dem

Kampffeld

• Zum Beispiel autonome

Flugdrohnen welche

eigenständig über das

Leben eines Menschen

entscheiden



Zielerreichung mit

destruktiven Methoden

• Die Ziele einer Künstlichen

Intelligenz sind nicht auf unsere

Ziele ausgerichtet

• Die KI ist programmiert, etwas

Gutes zu tun entwickelt jedoch

destruktive Methoden, welche

unerwünschte Nebeneffekte

haben

• Maschine führt aus was man sagt

aber nicht was man möchte



Brain-Computer Interface

• Brain-Computer Interface um die menschlichen

Fähigkeiten zu erweitern

• Möglichkeit, mentale Prozesse zu decodieren

sowie Menschen und deren Charakter zu

manipulieren

• Nicht-invasive Methoden haben enorme

klinische Vorteile im Bereich der

Neurotechnologien

• Entwicklung muss in eine Richtung geführt

werden, welche uns respektiert,

schützt und das beste aus der

Menschlichkeit herausholen kann

Datenschutz

• Künstliche Intelligenz benötigt

Nutzerinformationen

• Es ist aus Sicht des Datenschutzes unklar,

welche Informationen durch die Services

weiterverarbeitet werden (z.B. bei Amazon

Echo)

• Ein Lösungsansatz sind anonymisierte

Daten der Nutzer im Rahmen von «Crowd

Sourcing» oder die Verarbeitung soweit

möglich lokal auf den Geräten

• Schwierig, die gesetzlichen

Bestimmungen einzuhalten

Wie soll man Künstliche Intelligenz einsetzen?


Es gibt fünf Hauptgründe um KI

in Geschäftsprozessen anzuwenden:

1. Automation von unbeliebten Aufgaben

2. Automation von nicht wirtschaftlichen

Prozessen

3. Re-Insourcing durch Künstliche Intelligenz

4. Innovation in der eigenen Prozesslandschaft um

neue Aktionsfelder anzugehen

5. Innovation von neuen Services, Produkten und

Geschäftsmodellen

StrategischeSchiene

Services(z.B. Applikationen)

Prozesse(z.B. Arbeitsabläufe)

Betrieb(z.B. IT-Operations)

FREE FREE

FREE FREE

FREE

Strategie

Veraltete SystemeUnbeliebte Routinen

OutsourcedInnovation

Wie soll man Künstliche Intelligenz einsetzen?


Es gibt fünf Hauptgründe um KI

in Geschäftsprozessen anzuwenden:

1. Automation von unbeliebten Aufgaben

2. Automation von nicht wirtschaftlichen

Prozessen

3. Re-Insourcing durch Künstliche Intelligenz

4. Innovation in der eigenen Prozesslandschaft um

neue Aktionsfelder anzugehen

5. Innovation von neuen Services, Produkten und

Geschäftsmodellen

Die Verwendung von Künstlicher Intelligenz sollte

eine strategische Entscheidung sein und damit

zusammenhängende Projekte sollten direkt oder

indirekt auf der strategischen Schiene sein.

StrategischeSchiene

Services(z.B. Applikationen)

Prozesse(z.B. Arbeitsabläufe)

Betrieb(z.B. IT-Operations)

FREE

FREE

Strategie

Veraltete SystemeUnbeliebte Routinen

OutsourcedInnovation

Anwendungsgebiete von Künstlicher Intelligenz


PredictiveMaintenance und

Predictive Logistics

Gesundheitswesen

IT-Sicherheit

Verkehr und Mobilität

Commerce, Marketing und

Sales

Kundenerlebnis und Digitale Assistenten

Recht und Verwaltung

Übersicht der Schweizer Startups im Bereich KI


Quelle: Swisscom, Swiss Artificial Intelligence Startup Map, Version Q1 2018

Verteilung der Anwendungsfälle anhand Vorteilen und Komplexität


Quelle: Capgemini, “Turning AI into concrete value: the successful implementers’ toolkit”, September 2017

06.07.201823

Machine Learning

Machine Learning – Was bedeutet Lernen?


Machine Learning – Der generelle Prozess


Ein spezifischer Typ von KI welcher Computern die Fähigkeit gibt,

etwas zu lernen ohne spezifisch programmiert zu werden.

Trainingsdaten Training

Algorithmus

Model

Aussage oderEntscheid

Neue Daten

Rückmeldung

Machine Learning – Herangehensweisen


ML

Support Vector

Machines

DecisionTrees

ArtificialNeural

Networks

Clustering

BayesianNetworks

Reinforce-ment

Learning

GeneticAlgorithms

InductiveLogic

Program-ming

Machine Learning – Herangehensweisen


Support Vector Machine

Genetischer Algorithmus Decision Tree

06.07.201828

Deep Learning

Deep Learning – Grundbausteine


Biologisches Neuron Künstliches Neuron

Quelle: http://cs231n.github.io/neural-networks-1/

NeuronalesNetzwerk

Deep Learning – Grundbausteine


Grössere Neuronale Netzwerke können schwierigere Funktionen abbilden

Quelle: http://cs231n.github.io/neural-networks-1/

Erkennung von handgeschriebenen Zahlen


https://transcranial.github.io/keras-js/#/mnist-cnn

https://transcranial.github.io/keras-js/#/mnist-cnn

Erkennung von handgeschriebenen Zahlen


Einblick in die verschiedenen Layer…

Automatische Beschreibung von Bildern


Quelle: https://cs.stanford.edu/people/karpathy/deepimagesent/

Automatische Generierung von Text


Quelle: http://karpathy.github.io/2015/05/21/rnn-effectiveness/

PANDARUS:

Alas, I think he shall be come approached and the day

When little srain would be attain'd into being never fed,

And who is but a chain and subjects of his death,

I should not sleep.

Second Senator:

They are away this miseries, produced upon my soul,

Breaking and strongly should be buried, when I perish

The earth and thoughts of many states.

DUKE VINCENTIO:

Well, your wit is in the care of side and that.

Second Lord:

They would be ruled after this chamber, and

my fair nues begun out of the fact, to be conveyed,

Whose noble souls I'll have the heart of the wars.

Clown:

Come, sir, I will make did behold your worship.

VIOLA:

I'll drink it.

Shakespeare

• Alle Werke

• 4.4 MB Daten

• 3 Layer

• 512 Neuronen pro Layer

Erkennung von Objekten


http://cs231n.stanford.edu/

GoogLeNet 2014


• Gewinner der ImageNet 2014 Challenge

• Tiefe von 22 Layer

• 6.6% Genauigkeit

06.07.201837

Fazit

Fazit


• Das Themengebiet hat sehr viel Potential

• Breites Forschungsfeld mit mehreren Zweigen

• Intelligent erscheinen ≠ Intelligent sein

• Sehr komplex und interdisziplinär

• Starke KI liegt deutlich in der Zukunft

• Viele Opportunitäten für den Einsatz von KI vorhanden

• Forschung läuft auf Hochtouren

Guild42 – 11. Juni 2018

Are you ready for AI?

Are you ready for AI? - guild42.ch · Geschichte und Entwicklung 9 06.07.2018 Guild42 –Are you...

Documents

Transcript of Are you ready for AI? - guild42.ch · Geschichte und Entwicklung 9 06.07.2018 Guild42 –Are you...