Hessian AICon 2023 – Präsentation des Projekts TeilhabeAssistenz

hessian.AI hat das Ziel, die Spitzenforschung weiter voranzutreiben und die dritte Welle der KI zu prägen. Sie konzentriert sich auf konkrete praktische Anwendungen, um Antworten auf die wichtigen Herausforderungen unserer Zeit zu finden und transferiert Wissen in Wirtschaft und Gesellschaft.

Das Zentrum, an dem 13 hessische Universitäten beteiligt sind, bündelt die Expertise von 22 KI-Wissenschaftler*innen und erweitert diese aktuell um 22 neue Professuren.

Der Spitzenforschung, wie sie an der TU Darmstadt und anderen hessischen Hochschulen betrieben wird, leistet wesentliche Beiträge zur Erforschung und Entwicklung neuartiger KI-Systeme mit menschenähnlichen Denk- und Kommunikationsfähigkeiten. Dies wird der sogenannten „Third Wave of AI“ zugerechnet.

Die Firma PureSec aus Idstein sieht einerseits große Herausforderungen im regulatorischen Bereich, andererseits auch die Chancen und das Potenzial mit der Weiterentwicklung der KI-Technologie die Lebensqualität und Wohlstand der Gesellschaft in Deutschland zu erhalten.

Was versteht man unter 3AI – Die Dritte Welle der Künstlichen Intelligenz?

3AI – Die Dritte Welle der Künstlichen Intelligenz widmet sich der Erforschung und Entwicklung von KI-Systemen, die über menschenähnliche Kommunikations- und Denkfähigkeiten verfügen. Ziel ist es, dass diese Systeme neue Situationen erkennen, verstehen und sich eigenständig anpassen können.

Der Forschungsansatz geht weit über das bisher erreichte Leistungsniveau der KI und des maschinellen Lernens hinaus. Statt KI-Systeme lediglich als Werkzeuge zu betrachten, die von Menschen programmierte Regeln ausführen oder Problemlösungen aus vordefinierten Datensätzen ableiten, wird angestrebt, dass sie als “Kollegen” agieren können. Dabei geht es nicht darum, menschliche Intelligenz zu ersetzen, sondern sie in einer zunehmend komplexen Welt zu erweitern, um den Nutzen für die Gesellschaft zu steigern.

Die erforschten KI-Systeme sollen nicht nur lernen können, sondern auch in der Lage sein, neuartige Fakten zu erfassen und diese mit abstraktem Denken zu verknüpfen.

Sie werden logische Schlussfolgerungen ziehen, kontextbezogene Entscheidungen treffen und daraus lernen können. Neben den algorithmischen Grundlagen spielen dabei neue Methoden des Systemdesigns, des Software Engineerings und des Datenmanagements für KI eine entscheidende Rolle. Langfristig soll das Paradigma der System-KI das Fundament für die Entwicklung der “Dritten Welle der KI” bilden – Künstliche Intelligenzen, die partnerschaftlich mit Menschen kontextbezogen lernen, Schlussfolgerungen ziehen, Wissen aufbauen und interagieren können.

Die Koordination von 3AI in Hessen liegt in den Händen von Prof. Mira Mezini, Prof. Kristian Kersting, Prof. Jan Peters und Prof. Stefan Roth von der TU Darmstadt.

Gerade in der Interaktion bei Menschen mit psychischen Erkrankungen wie im Projekt TeilhabeAssistenz ergeben sich dadurch erweiterte Möglichkeiten, um die Teilhabe der Klienten zu verbessern, möglichst eigenständig zu leben und mit wenig betreuender Unterstützung zu Recht zu kommen.

Was sind die Herausforderungen der 3AI?

Die Dritte Welle der Künstlichen Intelligenz stellt uns vor eine immense Herausforderung, die eine Neugestaltung und die Schaffung neuer Grundlagen für die KI erfordert. Um komplexe KI-Systeme mit menschenähnlichen Fähigkeiten zu entwickeln, müssen maschinelles Lernen, Optimierung und Schlussfolgern bzw. logisches Denken nahtlos integriert werden. Dies gilt sowohl für räumliche und zeitliche Aspekte als auch für physikalische, domänenspezifische und kognitive Modelle. Eine einzelne Komponente allein reicht nicht aus, um diese vielschichtige Aufgabe zu bewältigen.

Bei 3AI betrachten wir ein Programmierparadigma für System-KI als Klammer und Leitmotiv für unsere Arbeit. Dieses Paradigma strebt danach, den Prozess der Entwicklung komplexer lernbasierter KI-Systeme effizient, sicher und leicht reproduzierbar zu machen. Es bietet einen umfassenden Ansatz, der verschiedene Aspekte der KI-Entwicklung miteinander verbindet.

Durch die Schaffung eines solchen Programmierparadigmas können wir die Effizienz und Sicherheit bei der Entwicklung von KI-Systemen erheblich verbessern. Es ermöglicht uns, solide Grundlagen für komplexe Modelle und Algorithmen zu schaffen und die Leistungsfähigkeit von KI-Systemen zu steigern. Darüber hinaus fördert es die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen und trägt zur Transparenz und Nachvollziehbarkeit in der KI-Forschung und -Entwicklung bei.

Das Team von 3AI besteht aus Experten unterschiedlicher Disziplinen wie Informatik, Künstlicher Intelligenz, Cognitive Science und Lebenswissenschaften. Durch enge Zusammenarbeit und interdisziplinären Austausch erforschen wir die Grundlagen der Dritten Welle der KI und streben bahnbrechende Fortschritte in der Entwicklung menschenähnlicher KI-Systeme an.

Unser Ziel ist es, das volle Potenzial der KI auszuschöpfen und eine Zukunft zu gestalten, in der KI-Systeme nicht nur als Werkzeuge fungieren, sondern als verlässliche und kompetente Partner agieren. Durch die partnerschaftliche Interaktion zwischen Menschen und KI können wir gemeinsam die Herausforderungen einer immer komplexeren Welt bewältigen.

Diese wertvollen Erkenntnisse lässt auch PureSec aus Idstein in die Entwicklung des Telepräsenzroboters TEMI einfließen.

Welche gesellschaftliche Bedeutung hat die KI-Forschung?

Die KI-Forschung hat eine immense gesellschaftliche Bedeutung, da sie das Potenzial hat, zahlreiche Bereiche unseres Lebens zu transformieren und große Auswirkungen auf die Gesellschaft zu haben. Hier sind einige der wichtigsten gesellschaftlichen Bedeutungen der KI-Forschung:

1. Fortschritte in verschiedenen Branchen: Die KI-Forschung treibt Innovationen in verschiedenen Branchen voran, einschließlich Gesundheitswesen, Bildung, Transport, Energie, Landwirtschaft, Finanzwesen und vielen anderen. Durch den Einsatz von KI können effizientere und genauere Lösungen entwickelt werden, um Herausforderungen anzugehen und den Fortschritt in diesen Bereichen zu fördern.
2. Automatisierung von Aufgaben: KI kann repetitive, zeitaufwändige oder gefährliche Aufgaben automatisieren, was zu erhöhter Effizienz, Produktivität und Sicherheit führt. Dies ermöglicht es den Menschen, sich auf komplexere und kreative Aufgaben zu konzentrieren, während die KI die einfacheren Aufgaben übernimmt.
3. Verbesserung der Lebensqualität: KI kann dazu beitragen, die Lebensqualität der Menschen zu verbessern, indem sie personalisierte und adaptive Lösungen bereitstellt. Von personalisierten Empfehlungssystemen über medizinische Diagnoseunterstützung bis hin zur Verbesserung der Barrierefreiheit für Menschen mit Behinderungen hat KI das Potenzial, individuelle Bedürfnisse besser zu erfüllen und die Lebensqualität zu steigern.
4. Erweiterung des Wissens und der Forschung: KI kann Forschung und Wissen erheblich erweitern, indem sie große Datenmengen analysiert, Muster und Zusammenhänge erkennt und neue Erkenntnisse generiert. Dies kann zu bahnbrechenden wissenschaftlichen Entdeckungen, besseren Entscheidungsgrundlagen und einer umfassenderen Wissensbasis in verschiedenen Bereichen führen.
5. Ethik und Verantwortung: Die KI-Forschung trägt zur Debatte über ethische Fragen im Zusammenhang mit dem Einsatz von KI bei. Es entstehen Diskussionen über Themen wie Datenschutz, Privatsphäre, Diskriminierung, Fairness, Verantwortlichkeit und den sozialen Einfluss von KI-Systemen. Diese Diskussionen sind von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Entwicklung und Anwendung von KI im Einklang mit den Werten und Bedürfnissen der Gesellschaft erfolgen.

Es ist wichtig, dass die KI-Forschung und -Entwicklung mit einem ganzheitlichen Ansatz erfolgt, der technische Fortschritte mit sozialer Verantwortung und ethischen Überlegungen kombiniert.

Eine verantwortungsvolle KI-Entwicklung kann dazu beitragen, Chancen und Herausforderungen zu bewältigen, um eine positive und nachhaltige gesellschaftliche Entwicklung zu fördern.

Welche KI-basierte Einsätze werden im Projekt TeilhabeAssistenz mit dem Assistenzroboter Temi verfolgt?

Der Assistenzroboter Temi wird bei der Betreuung psychisch kranker Personen auch durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) auf verschiedene Weisen eingesetzt.

Involviert sind die Projektpartner begleitenden psychiatrischen Dienste der Vitos aus Riedstadt, die UAS (University of Applied Sciences) aus Frankfurt und PureSec aus Idstein.

Hier sind einige Beispiele aufgeführt, wie KI bei Temi aktuell genutzt wird und mögliche sinnvolle Erweiterungsmöglichkeiten:

1. Kommunikation und Interaktion: Temi agiert mit psychisch kranken Personen und bietet ihnen eine unterstützende Gesprächsumgebung. Durch Spracherkennung und Sprachverarbeitung entwickelt Temi menschenähnliche Kommunikationsfähigkeiten und reagiert auf verbale Anfragen oder Anliegen der Person. Dies schafft eine empathische und nicht-wertende Gesprächsumgebung, in der die Person sich sicher und verstanden fühlt.
2. Emotionserkennung: Mit Hilfe von KI kann Temi in der Lage sein, Emotionen bei psychisch kranken Personen zu erkennen. Durch die Analyse von Gesichtsausdrücken und Stimmmodulationen kann Temi möglicherweise die emotionalen Zustände der Person einschätzen und angemessen darauf reagieren. Dies kann dazu beitragen, die emotionale Unterstützung und das Wohlbefinden der Person zu verbessern.
3. Routinen und Erinnerungen: Temi unterstützt bei der Organisation und Strukturierung des Alltags psychisch kranker Personen. Durch die Implementierung von KI-Algorithmen stellt Temi personalisierte Erinnerungen an Termine, Medikamente oder Therapiesitzungen bereit. Dies kann dazu beitragen, die Selbstständigkeit der Person zu fördern und sie bei der Einhaltung wichtiger Routinen zu unterstützen.
4. Ressourcen und Informationen: Temi bietet psychisch kranken Personen Zugang zu relevanten Informationen und Ressourcen. Mithilfe von KI kann Temi personalisierte Empfehlungen für Bücher, Artikel oder Online-Ressourcen geben, die auf die Bedürfnisse und Interessen der Person zugeschnitten sind. Dies kann zur Weiterbildung, Selbsthilfe und Unterstützung beitragen.

Die Privatsphäre und der Schutz sensibler Informationen insbesondere von vulnerablen Gruppen sollten gewährleistet sein. Der Einsatz von KI sollte im Einklang mit den ethischen Richtlinien und Standards erfolgen, um sicherzustellen, dass die Bedürfnisse und Rechte der Personen respektiert werden.

Im Rahmen des Projektes TeilhabeAssistenz wurde von den Projektbeteiligten Vitos, PureSec und der UAS ein umfassendes Datenschutzkonzept entwickelt und zusätzlich ein Ethikvotum eingeholt.

Was sind die Ethischen Fragen, die sich mit dem Einsatz von KI für die Gesellschaft stellen?

Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) wirft eine Vielzahl ethischer Fragen auf, die sich auf verschiedene Aspekte auswirken. Hier sind einige der wichtigsten ethischen Fragen im Zusammenhang mit dem Einsatz von KI in der Gesellschaft:

1. Datenschutz und Privatsphäre: Der Einsatz von KI erfordert oft den Zugang und die Verarbeitung großer Mengen an Daten. Es entstehen Fragen zum Schutz der Privatsphäre und dem verantwortungsvollen Umgang mit personenbezogenen Informationen. Wie können wir sicherstellen, dass Daten sicher und vertraulich behandelt werden und dass die Privatsphäre der Menschen gewahrt bleibt?
2. Fairness und Diskriminierung: KI-Algorithmen können Vorurteile und Diskriminierung verstärken, wenn sie auf fehlerhaften oder ungleichen Datensätzen trainiert werden. Wie können wir sicherstellen, dass KI-Systeme fair und gerecht sind und keine bestehenden Ungleichheiten oder Vorurteile verstärken?
3. Transparenz und Erklärbarkeit: KI-Algorithmen sind oft komplex und schwer nachvollziehbar. Dies erschwert es, Entscheidungen von KI-Systemen zu verstehen und zu erklären. Wie können wir sicherstellen, dass KI-Systeme transparent sind und dass die Gründe für Entscheidungen nachvollziehbar sind, insbesondere in Bereichen wie Gesundheitswesen, Recht und Finanzen?
4. Arbeitsmarkt und soziale Auswirkungen: Der Einsatz von KI kann zu Veränderungen auf dem Arbeitsmarkt führen und Arbeitsplätze automatisieren. Es entstehen Fragen zur sozialen Auswirkung von KI auf Arbeitsplätze, Umstrukturierung der Arbeit und den Bedarf an Umschulung und Weiterbildung. Wie können wir sicherstellen, dass der Einsatz von KI zu positiven sozialen Auswirkungen führt und niemanden benachteiligt?
5. Verantwortlichkeit und Haftung: KI-Systeme treffen autonome Entscheidungen, was die Frage aufwirft, wer für etwaige Schäden oder Fehlentscheidungen verantwortlich ist. Wie können wir Verantwortlichkeit und Haftung für KI-Systeme klären und festlegen, insbesondere bei autonomen Fahrzeugen, medizinischen Diagnosesystemen oder autonomen Waffensystemen?

Diese ethischen Fragen erfordern einen umfassenden Dialog und eine sorgfältige Abwägung der verschiedenen Interessen und Werte. Diese Diskussion wurde von den Projektbeteiligten Vitos, PureSec und der UAS kontrovers geführt.

Global gesehen ist es wichtig, dass Forscher, Entwickler, Regulierungsbehörden und die Gesellschaft als Ganzes gemeinsam daran arbeiten, Richtlinien und Standards zu entwickeln, die den verantwortungsvollen Einsatz von KI in der Gesellschaft gewährleisten und die Auswirkungen auf den Menschen und Umwelt berücksichtigen.

Weitergehende hilfreiche Informationen zum Projekt TeilhabeAssistenz

Das Projekt TeilhabeAssistenz – Digitale Lösungen für betreute Wohnformen wird durch das Distr@l-Programm des Landes Hessen gefördert (Förderlinie 2: Digitale Innovationsprojekte, Modul A Produktinnovationen).

Zusammenarbeitende Partner

Das Projekt ist ein Verbundvorhaben mit dem Forschungszentrum FUTURE AGING der University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) unter der Leitung von Prof. Dr. Barbara Klein. Sie übernehmen die Koordination sowie wissenschaftliche Begleitung. Die PureSec GmbH steuert ihr Know-how im Softwaredesign und -entwicklung, Risikomanagement sowie Datenschutz bei. PureSec zeichnet sich verantwortlich für die technische Umsetzung unter der Leitung von Herrn Helmut Honermann.

Als assoziierter Anwendungspartner für die Einführung und praktische Erprobung des Assistenzrobotersystems konnten die begleitenden psychiatrischen Dienste der Vitos Riedstadt gGmbH unter der Leitung von Herrn Peter Mann gewonnen werden. Vitos unterstützt mit der Expertise in den Bereichen fachliches Know-how, Kenntnisse zur Akzeptanz bei der Zielgruppe und dem Betreuungspersonal. Außerdem sind praktische Erprobungen bei unterschiedlichen Wohnformen in Einrichtungen der Vitos Riedstadt gGmbH geplant.

„Gerade diese Zusammensetzung der drei Kooperationspartner vereint die erforderliche Expertise auf allen Ebenen zur bestmöglichen Umsetzung des Innovationsprojekts“, so Klein.

Der assoziierte Partner Vitos sieht großes Potenzial für Verbesserungen in der Betreuung und ist sehr an einem Einsatz der Lösung in seinen Betreuungseinrichtungen interessiert. Darüber hinaus sind Produkterweiterungen für eine Übertragung auf andere Einrichtungen und weitere Zielgruppen geplant.

Bitte sprechen Sie uns an!
Wir besprechen gerne mit Ihnen, was Temi noch so kann und wo er nutzenstiftend und effizient eingesetzt werden kann.

Thomas Katzenmeier