Hintergrundpapier zur Wissenschafts-Pressekonferenz "Die Zukunft der Künstlichen Intelligenz in Deutschland" am 3. Dezember 1997 in Bonn

1. Deutsche KI-Forschung im internationalen Wettbewerb

Die Künstliche Intelligenz (KI) ist die Avantgarde der praktischen Informatik, die immer wieder neue Anwendungsfelder für die Informationstechnik erschließt (KI als Künftige Informatik). KI-Methoden müssen stets in komplexe Informatik-Systeme integriert werden, um in der Praxis erfolgreich zu sein. Reine KI-Systeme gibt es nur im Labor, aber niemals in der kommerziellen Anwendung. Die Umsetzungserfolge der letzten Jahre haben KI-Methoden zu einer unverzichtbaren Kerntechnologie für die Wissensgesellschaft werden lassen. Durch objekt- und komponentenorientierte Entwicklung sowie die Java-Technologie lassen sich KI-Module leichter denn je in Anwendungssoftware integrieren.

Deutschland nimmt in Europa heute eindeutig den Spitzenplatz hinsichtlich der Qualität und Quantität der KI-Forschung ein. Besonders auf den Gebieten der Sprachtechnologie, der Deduktionssysteme, der Dokumentanalysesysteme und der Wissensrepräsentationsformalismen gehören deutsche KI-Forscher zur Weltspitze. Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI GmbH) mit Standorten in Saarbrücken und Kaiserslautern ist heute in Europa das größte und erfolgreichste "Center of Excellence" und Zentrum für anwendungsorientierte KI-Forschung, dem es gelingt Spitzenforschung rasch in Produktfunktionen umzusetzen. Das große Interesse der Wirtschaft an KI-Techniken zeigt sich in einer Steigerung der DFKI-Auftragsforschung für Wirtschaftsunternehmen um 62% in den letzten drei Jahren.

Die wichtigsten neuen internationalen Forschungsgebiete der KI sind derzeit Softbots und Netbots, Data Mining und Wissensmanagement, intelligente Schnittstellenagenten und Life-like Characters. Zu all diesen Gebieten haben deutsche KI-Forscher bereits international viel beachtete Forschungsresultate erzielt.

2. Forschungs- und Umsetzungserfolge in der Sprachtechnologie

Deutschland ist heute auf dem Weg zur europäischen Führerschaft in der Sprachtechnologie und wird weltweit nur von der amerikanischen Forschung übertroffen sowie von Japan eng gefolgt. Dies wurde auf der diesjährigen Welttagung für Sprachtechnologie, der ACL-97 in Madrid, erneut bestätigt: bei einer Annahmequote von nur 24% der Einreichungen waren die drei führenden Nationen: USA, Deutschland, Japan. Diese Spitzenstellung ist vor allem auf Synergie-Effekte des BMBF-Projektes VERBMOBIL zurückzuführen, in dem viele Innovationen, Patente und Spin-off Produkte in enger Zusammenarbeit aller Know-How Träger aus Universitäten, Instituten und der Industrie erfunden wurden.

In Deutschland wurden als Weltneuheiten z.B. Produkte zur Sprachsteuerung von PKW-Funktionen (Linguatronic, Daimler-Benz), zur Telefonauskunft in fließend gesprochener Sprache (SpeechMania, Philips) und zur sprecherunabhängigen Diktaterkennung in Echtzeit (SpeechBase, Siemens Nixdorf) als Spin-offs von VERBMOBIL-Projektpartnern entwickelt und 1997 erfolgreich in den Markt eingeführt.

3. Benutzergerechte Mensch-Technik-Interaktion als Innovationsfeld

Eine der wichtigsten Herausforderungen für die Künstliche Intelligenz ist derzeit die Schaffung intelligenter multimodaler Benutzerschnittstellen, die den natürlichen Kommunikationsstil von Computerlaien akzeptieren und so unterstützen, daß eine für den Menschen intuitive und benutzergerechte Mensch-Technik-Interaktion entsteht.

Im neuen BMBF-Förderprogramm "Innovationen für die Wissensgesellschaft" vom Oktober 1997 ist hierzu das Innovationsfeld "Benutzergerechte Mensch-Technik-Interaktion (DIALOG)" vorgesehen, zu dem im Jahre 1998 mehrere Leitprojekte mit einer Fördersumme bis zu 60 Millionen DM im Jahr konfiguriert werden sollen.

Auch in den Strategiepapieren zum geplanten fünften Rahmenprogramm der EU mit der Vision einer "user-friendly information society" spielt die natürliche Interaktion mit Anwendungssystemen, ohne an Tastatur oder Maus gebunden zu sein, eine zentrale Rolle (IST Key actions: Interfaces using all human senses, Human Language Technology). Außerdem wird im I3-Netzwerk der EU (Intelligent Information Interfaces), in dem das DFKI deutscher Knoten ist, an einer radikalen Abkehr von dem bisherigen computer-zentrierten Entwurf von Bedienkonzepten an benutzer-zentriertem Entwurf für die Mensch-Computer-Interaktion gearbeitet.

Die gleiche Vision wird in Japan verfolgt, wo mit dem sog. Human Media Project vom MITI eine neue Initiative für intuitive Bedienkonzepte auf der Basis von KI-Techniken gestartet wurde.

In den USA wurde soeben eine Studie zur Vorbereitung eines nationalen Förderprogramms im Bereich "Every-Citizen Interfaces to the Nation's Information Structure" abgeschlossen, die ebenfalls den Schwerpunkt auf intelligente Schnittstellenagenten legt (More Than Screen Deep). Es wird mehrfach auf die bisherigen Pionierarbeiten am DFKI zu diesem Thema verwiesen.

Es müssen intelligente Kommunikationsassistenten entwickelt werden, die verschiedene natürliche, und miteinander zeitlich koordinierte Eingabemodalitäten wie Sprache, Gestik, Mimik bis hin zu Augenbewegungen analysieren und verstehen können. Durch Benutzermodellierung, Planerkennung und Lernverfahren adaptieren sich die Systeme an den indivuellen Nutzer und werden zum persönlichen Assistenten. Durch Auswertung des Bedien- und Aufgabenkontextes können sie auch fehlerhafte, unvollständige und gestörte Eingaben noch sinnvoll interpretieren. Sie geben aktive Hilfe ohne immer explizit dazu aufgefordert sein zu müssen. Die Kommunikationsagenten werden personalisiert, indem sie als sog. animierte Life-like Characters visualisiert werden.

Entscheidend für den Erfolg dieser Forschung ist ein interdisziplinäres Herangehen im Sinne der Kognitionswissenschaft, bei dem Techniken aus dem Bereich Intelligente Systeme, Sprachtechnologie, Multimedia und Intellimedia, Kognitionspsychologie sowie Kognitive Ergonomie integriert werden.

In der Anwendungsschnittstelle müssen die beschränkten Ressourcen des menschlichen Benutzers (z.B. Arbeitsgedächtnis, Vorwissen, Verarbeitungsgeschwindigkeit bei Doppelaufgaben) explizit berücksichtigt werden, um entsprechend adaptiv reagieren zu können.

4. Intelligente Netzassistenten als Erfolgsgrundlage für Elektronischen Handel und neue WWW-Dienste

Persönliche Netzassistenten sind als KI-Systeme realisiert, die sich im Internet bestens auskennen, Informationswünsche des Anwenders richtig interpretieren, in gezielte Suchanfragen umsetzen und die relevanten Rechercheergebnisse systematisch zusammenfassen oder intelligent verknüpfen. Man nennt diese Systeme in Anlehnung an die Mechanisierung physischer Arbeit durch Roboter auch Softbots (für Software Roboter) oder Netbots (für Internet Roboter). Softbots gehen über intelligente Suchdienste erheblich hinaus, indem sie z.B. als Teleshopping-Assistenten wie elektronische Schnäppchenjäger das Internet systematisch nach dem günstigsten Angebot für ein gewünschtes Produkt durchsuchen. Netbots erzeugen auch virtuelle und adaptive WWW-Präsentationen, indem sie gefundene Information in der Darstellung automatisch an das jeweilige Benutzerprofil und spezifische Informationsbedürfnis anpassen. Netbots helfen aufgrund von Benutzermodellen und Nutzungsprofilen aber auch beim Telemarketing, indem sie potentielle Kunden für einen Anbieter finden.

Die ersten kommerziell eingesetzten Netbots wie Jango entstanden in den USA, aber in der deutschen Forschung hat hier eine erfolgversprechende Aufholjagd begonnen.

Ein neuer Trend in der japanischen KI-Forschung, der in Deutschland bisher kaum verfolgt wird, ist die starke Nutzung von KI-Techniken für den Unterhaltungsbereich: Ausgehend von in Software realisierten virtuellen Tieren (z.B. FinFin, Fujitsu) arbeitet man derzeit an Unterhaltungsrobotern (z.B. Hündchen und Fussball-Team von Sony (RoboCup).

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