Dr. Joachim Lepping
Technologien des digitalen Wandels
Künstliche Intelligenz (KI) ist heute der zentrale Treiber für die Optimierung von Prozessen und Produkten. Ob in der automatisierten Produktion, der smarten Gesundheitstechnologie oder der modernen Robotik.
Die technologische Breite der KI: Chancen für Wirtschaft und Gesellschaft
KI verändert unternehmerische Wertschöpfungsprozesse sowie weite Teile unserer Gesellschaft grundlegend. Sie bietet das Potenzial, Prozesse, Produkte und Dienstleistungen über alle Branchen hinweg zu optimieren. Um diese Chancen zu nutzen, ist ein differenziertes Verständnis der zugrundeliegenden Technologien erforderlich, denn KI beschreibt ein weites Spektrum, das deutlich über das heute oft synonym verwendete Maschinelle Lernen hinausgeht. Während klassische, symbolische KI-Systeme auf expliziten logischen Regeln basieren, um Expertenwissen präzise abzubilden, hat sich das Maschinelle Lernen als die derzeit prominenteste Teildisziplin etabliert. Hierbei werden Algorithmen befähigt, komplexe Muster in großen Datenmengen eigenständig zu identifizieren.
Innerhalb dieses Feldes bildet das Deep Learning, inspiriert durch die Struktur neuronaler Netze, einen starken Fokus in der aktuellen Entwicklung. Maßgeblich vorangetrieben durch die Verfügbarkeit von Big Data sowie die Entwicklung spezialisierter Hochleistungshardware, haben insbesondere moderne Architekturen wie die Transformer- oder Diffusion-Modelle Durchbrüche in der Sprach- und Bildverarbeitung sowie in der generativen KI ermöglicht. Ergänzt wird dieses Portfolio durch Ansätze wie das „Reinforcement Learning“, bei dem Systeme durch Interaktion mit ihrer Umwelt optimale Handlungsstrategien erlernen, ein entscheidender Faktor beispielsweise in der Robotik und der autonomen Prozesssteuerung. Für eine erfolgreiche Implementierung ist es daher essenziell, nicht blind Trends zu folgen, sondern aus dieser methodischen Vielfalt diejenige Lösung zu wählen, die technologische Effizienz mit echtem betriebswirtschaftlichem Nutzen vereint.
Für den Wirtschaftsstandort Deutschland sind dabei zwei Erfolgsfaktoren kritisch: erstens die rasche Integration dieser technologischen Vielfalt in Unternehmen über alle Wertschöpfungsketten hinweg und zweitens der beschleunigte Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis. Daneben müssen auch nicht-technologische Aspekte berücksichtigt werden, die untrennbar mit der technischen Entwicklung verbunden sind. Dazu zählen insbesondere rechtliche und regulatorische Rahmenbedingungen, etwa bei der Nutzung personenbezogener Daten, sowie ethische Leitplanken und die gesellschaftliche Akzeptanz
KI im Gesundheitswesen
Insbesondere im Gesundheitswesen gilt KI als Schlüsseltechnologie. Großes Wirkungsfeld ist die Diagnose und Behandlung von Krankheiten. Denn KI-gestützte Tools können umfangreiche Datensätze analysieren, Anomalien entdecken und Erkrankungen so schneller identifizieren als herkömmliche Methoden. Sogar stimmliche Biomarker lassen sich inzwischen KI-basiert auswerten und zur Diagnose und Therapie von Krankheiten wie Depressionen, Angststörungen oder Herzinsuffizienz heranziehen.
Weitere Anwendungsfelder sind beispielsweise die freihändige Bedienung von OP-Geräten oder das Anlernen von Robotik über intelligente Sprachsteuerungen. KI klassifiziert aber auch Anamnesetexte und erleichtert die Erstellung von Arztbriefen. Auch im häuslichen Umfeld tragen KI-basierte digitale Gesundheitslösungen, die Patientinnen und Patienten beispielsweise in Form von Apps nutzen können, zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung bei.
KI verarbeitet häufig eine Vielzahl von Gesundheitsdaten. Das wirft eine Reihe von ethischen, juristischen und sozialen Fragen auf. Daher ist es wichtig, dass Technologien, die KI nutzen, besonders verantwortungsvoll erforscht und entwickelt werden. Hierfür erforderlich ist die Kooperation zahlreicher wissenschaftlicher Disziplinen wie Informations- und Kommunikationstechnik, Robotik, Kognitions-, Rechts- und Ingenieurwissenschaften, Design, Psychologie, Ethik und Sozialwissenschaften. Ebenso entscheidend ist die Interoperabilität der eingesetzten technischen Komponenten. Denn das Potenzial von KI lässt sich nur dann voll ausschöpfen, wenn alle Beteiligten die erhobenen Daten auch gemeinsam nutzen können.
Bei KI-Anwendungen für die Pflege gibt es Aufholbedarf. Grund dafür könnte sein, dass es anspruchsvoller ist, Pflegewissen in strukturierte und maschinenlesbare Daten umzuwandeln, mit denen die KI angelernt werden kann.
- Aus der Praxis: Verantwortungsvolle Implementierung von KI in das Gesundheitswesen
Im Rahmen der Projektträgerschaft Interaktive Technologien für Gesundheit und Lebensqualität konzipieren wir im Auftrag des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) zahlreiche Förderrichtlinien zur verantwortungsvollen Implementierung von KI in das Gesundheitswesen. Die Forschungsprojekte der Bekanntmachung „Repositorien und KI-Systeme im Pflegealltag nutzbar machen“ entwickelten beispielsweise KI-Anwendungen, die Pflegekräfte und pflegende Angehörige unterstützen sowie die Selbstbestimmung und Lebensqualität pflegebedürftiger Personen verbessern. Zweck der Förderrichtlinie „KI-basierte Assistenzsysteme für prozessbegleitende Gesundheitsanwendungen“ ist die Entwicklung von interaktiven Assistenzsystemen, die Prozesse in der klinischen Gesundheitsversorgung mit Methoden der KI unterstützen. Im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs zielt die Bekanntmachung „KI-gestützte Präzisionschirurgie in der Onkologie“ darauf ab, auf KI basierende Technologien zur Verbesserung der onkologischen Präzisionschirurgie zu entwickeln.
Beraten, analysieren, fördern, organisieren
Als Partner für Innovationspolitik und Technikberatung begleiten unsere Expertinnen und Experten seit vielen Jahren die gesamte Bandbreite der Künstlichen Intelligenz sowie der zugrunde liegenden Informations- und Kommunikationstechnologien. Wir unterstützen Politik, Forschung und Industrie dabei, die Rahmenbedingungen für einen erfolgreichen KI-Einsatz zu gestalten, und beraten Entscheider ganzheitlich zu Herausforderungen wie IT-Sicherheit, der Erklärbarkeit von Algorithmen, vertrauenswürdigen Elektroniksystemen sowie Datensouveränität und Recht. Über die Entwicklung nachhaltiger Geschäftsmodelle und kompetenzorientierter Bildungslandschaften hinaus setzen wir Dialog- sowie Strategieprozesse ein, um komplexe innovationspolitische Fragen evidenzbasiert zu beantworten. Durch fundierte Studien und Begleitforschungen analysieren wir die Voraussetzungen sowie Folgen des KI-Einsatzes und schärfen so die Entscheidungsgrundlagen für eine Wirtschaft und Gesellschaft, die technologische Exzellenz mit ethischer und rechtlicher Sicherheit verbindet.
