Wie künstliche Intelligenz Innovationen beschleunigen kann
In Zukunft wird die Wirtschaft nur dann erfolgreich sein, wenn sie nachhaltig ist. Die Frage ist nicht, ob dies der Fall sein wird, sondern wie schnell. Angesichts der Komplexität der anstehenden Probleme müssen wir Innovation neu definieren – und dabei spielt künstliche Intelligenz in Kombination mit anderen Technologien eine entscheidende Rolle.
Eine Studie des KTH Royal Institute of Technology in Stockholm zeigt, inwieweit künstliche Intelligenz auf dem Weg zu einer nachhaltigen Gesellschaft helfen kann. Die Forscher analysierten, wo Methoden der künstlichen Intelligenz die 169 Einzelziele aus den 17 UN-Nachhaltigkeitszielen effektiv unterstützen können.
Das Ergebnis: 134 der einzelnen Ziele können mit Unterstützung von Anwendungen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz entweder schneller oder in höherer Qualität erreicht werden.
Um nur ein Beispiel zu nennen: Künstliche Intelligenz kann helfen, das Problem der schwankenden Verfügbarkeit erneuerbarer Energiequellen zu lösen, indem Angebot und Nachfrage in so genannten intelligenten Netzen effizienter ausgeglichen werden. Sie kann helfen, Rohstoffe im Abfall besser zu identifizieren, komplexe Simulationen zur Analyse von Lebenszyklus-Szenarien neuer Produkte durchzuführen und vieles mehr.
Wenn es darum geht, etwas Neues zu entwickeln, geht es vor allem darum, die geforderten Spezifikationen so schnell wie möglich zu erreichen und dabei die Ressourcen zu schonen. Doch der Teufel steckt im Detail, denn die Entwicklung der speziellen Eigenschaften neuer Produkte oder Materialien dauert oft sehr lange und erfordert viel Ingenieurwissen und Erfahrung. Hier kann künstliche Intelligenz entscheidende Fortschritte bringen und die Entwicklungsarbeit drastisch beschleunigen, wie das folgende Beispiel zeigt.
Künstliche Intelligenz, der Durchlauferhitzer für nachhaltige Innovationen
Mischungen aus verschiedenen Metallen sind der Zaubertrank des Maschinenbaus. Das weiche Zinn verleiht Kupfer eine deutlich höhere Festigkeit und Härte – in der Bronzezeit für Waffen sehr geschätzt. Chrom und Nickel verwandeln Eisen in rostfreien Stahl. Moderne Superlegierungen können die Eigenschaften von Glas haben oder dem elektrischen Strom nicht mehr widerstehen. Je nach Zusammensetzung ergeben sich völlig neue Eigenschaften.
Die ganze Sache hat einen Haken: Zeit. Es dauert lange, eine neue Legierung herzustellen, wenn dabei bestimmte Eigenschaften erfüllt werden müssen. Pro Iteration rechnen die Wissenschaftler mit drei Monaten. 20 Iterationen bis zur gewünschten guten, neuen Legierung summieren sich dann schnell zu fünf Jahren Entwicklungszeit.
Ein neuartiges Robotersystem, das mit einem KI-Modell kombiniert wird, erreicht die gleiche Leistung innerhalb von 5 Monaten. Bei diesem Verfahren werden die Metallpulver von einem Roboter gemischt und im Brennpunkt eines Lasers geschmolzen. So entsteht eine millimetergroße Probe der neuen Legierung. Ein automatisches Analysesystem misst die chemischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften und speist sie in eine virtuelle Legierungsdatenbank ein.
Das KI-System kann nun Muster analysieren und eine Verbindung zwischen den Eigenschaften der Legierungen und ihrer chemischen Zusammensetzung herstellen. Schließlich empfiehlt das KI-System die neuen Iterationen. Nach Angaben des norwegischen Forschungsinstituts Sintef werden die einzelnen Prozessschritte um den Faktor 1000 beschleunigt. Außerdem wird weniger Energie und Material zur Herstellung der Legierungen benötigt.
Beispiele wie dieses zeigen, wie KI einen immensen Beitrag auf dem Weg zu einer schnellen Problemlösung und Ressourcenschonung leisten kann. KI hilft, komplexen Problemen schneller und effizienter auf den Grund zu gehen. Dieses Verständnis ist wichtig. Denn nach Angaben des Massachussetts Institute of Technology läuft uns die Zeit davon.
Um die drängenden Probleme unserer Zeit zu lösen, muss die Innovation mindestens um den Faktor 10 beschleunigt werden.
Es ist höchste Zeit, die Innovation auf vielen Ebenen zu verbessern. Wir müssen Wissen leicht verfügbar und bewertbar machen. Wir müssen die Ursachen von Problemen besser verstehen, um nachhaltige, wirksame Lösungen zu entwickeln. Wir brauchen schneller unkonventionelle Konzepte, um technologische Durchbrüche zu erzielen.
Um all dies zu erreichen, wollen wir die Innovation auf ein neues Niveau heben. Das ist einer der Gründe, warum wir den AI Planner (http://aitoolbook.com) entwickelt haben. Er soll möglichst vielen Menschen den Zugang zur effektiven Nutzung von künstlicher Intelligenz ermöglichen und die Hürden senken, sich überhaupt mit diesem Thema zu beschäftigen.
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Michael Leitl
Innovation & AI Strategy
