Man sagt, die Welt werde kleiner. Aber da immer mehr Familienmitglieder und Freunde weit voneinander entfernt leben und Geschäfte über weite Strecken hinweg getätigt werden, fühlt sie sich beizeiten immer noch sehr groß an. Was für ein Glück für Nutzer, dass sie heutzutage Bild und Ton live an einen Ort projizieren können, der tausende von Kilometern entfernt ist.

Diese weniger bekannte Anwendung der KI, bekannt als “Telepräsenz“, ist einer der Schwerpunkte des Samsung KI-Zentrums in Moskau. Die Samsung Newsroom-Redaktion sprach mit dem Leiter, Dr. Victor Lempitsky, um mehr darüber zu erfahren, woran sein Zentrum arbeitet und wo er die Zukunft von KI sieht.

KI und Telepräsenz

Das übergreifende Forschungsgebiet, an dem das Moskauer KI-Zentrum von Samsung arbeitet, ist das des „maschinellen Lernens“. Es umfasst die Bereiche Sprachverständnis, Computer Vision und Datenanalyse. Konkret arbeitet das Zentrum an der Kerntechnologie der nächsten Generation des maschinellen Lernens. Darüber hinaus stehen auch Lösungen im Fokus, die es ermöglichen, diese Technologie auf die Kreation von Bild- und Videoinhalten zu übertragen.

„Wir arbeiten an Vision Learning und Telepräsenz“, konkretisiert Lempitsky. „Wir bemühen uns also, Nutzern, die weit voneinander entfernt sind, bei der Kommunikation bestmöglich das Gefühl von physischer Nähe zu geben.“ Es mag zunächst nicht klar sein, wie genau die KI für den Bereich der Telepräsenz relevant sei, erklärt Lempitsky. „Wir nutzen Computer Vision und Machine Learning, um menschliche Bewegungen zu erkennen und zu lernen. Dann nutzen wir diese erlernten Bewegungen, um eine realistische Simulation einer Person zu erstellen.“

„Das Projekt ‚Neural Network Rendering‘ ist eine der wichtigsten Errungenschaften des Moskauer KI-Zentrums“, fährt Lempitsky fort. „Es ging darum, Menschen mit Hilfe von neuronalen Netzwerken als so genannte ‚neuronale Avatare‘ darzustellen.”

Auf die Frage nach anderen Anwendungen für diese Technologie antwortet Lempitsky: „Sie hat es uns ermöglicht, aus nur einem einzigen Bild eine digitale 3D-Version des Kopfes einer Person zu erstellen. Die Technik kann auch für eine Vielzahl von anderen Telepräsenzanwendungen verwendet werden.“

Auszeichnungen und Erfolge

Russland ist weltweit führend, wenn es um grundlegende Fachgebiete wie Mathematik oder Physik geht. Daher wird erwartet, dass das Moskauer KI-Zentrum eine treibende Kraft bei den KI-Entwicklungen der Zukunft sein wird.

Dank der außerordentlichen Arbeit seines Fachpersonals hat das Moskauer KI-Zentrum eine beeindruckende Liste von Auszeichnungen und Nominierungen erhalten. Im Jahr 2018 gewann es einen Wettbewerb von NeurIPS (Neural Information Processing Systems), der weltweit größten KI-Konferenz. Das Zentrum erzielte auch auf der ECCV (European Conference on Computer Vision) und der ICCV (International Conference on Computer Vision) bedeutende Ergebnisse. Lempitsky selbst wurde 2018 für seine Verdienste für die Branche mit dem Scopus Award ausgezeichnet. Scopus ist die weltweit größte globale Datenbank für wissenschaftliche Literatur.

Samsung Geräte zur Optimierung der Computer Vision

Samsung hat angekündigt, die mehr als 500 Millionen Geräte, die das Unternehmen jedes Jahr verkauft, miteinander zu verbinden und mit KI auszustatten. Auf die Frage, wie das Moskauer KI-Zentrum zu dieser Vision beiträgt, antwortet Lempitsky, dass Samsung über eine breite Expertise in Sachen Hardware verfüge. Er weist darauf hin, dass eine zunehmende Anzahl von Geräten heute mit integrierten Kameras und visuellen Sensoren ausgestattet ist. Dementsprechend würde Computer-Vision-Technologie in Zukunft stetig wichtiger für die Industrie werden.

„Die Mission unseres Zentrums ist es, modernste Bildverarbeitungssoftware anzubieten, um die erstklassige Hardware und Dienstleistungen von Samsung zu unterstützen. Ich denke, so haben wir unseren Platz in der größeren Vision und machen den Nutzern das Leben leichter.“

Die Zukunft der KI

Auf die Frage, welche Entwicklungen er in den nächsten 50 Jahren von KI erwartet, antwortet Lempitsky, dass die Menschen vor 50 Jahren nicht annähernd hätten ahnen können, wo wir jetzt sind. Trotzdem versucht er sich an einer Vorhersage: „Ich denke, die KI wird zu einer alltäglichen Technologie werden, die Menschen als selbstverständlich ansehen. Computer werden in der Lage sein, visuelle Informationen zu scannen und zu verarbeiten ähnlich wie es Menschen können. Aber das wird für uns dann schon etwas Selbstverständliches sein.“

In Bezug auf kurzfristige Ziele erklärt Lempitsky, dass das Moskauer KI-Zentrum verbesserte Telepräsenzfunktionen entwickeln will. Er ist sich sicher, dass diese Funktionen das Leben der Menschen nachhaltig verändern würden. „Man muss nicht etwa von Seoul nach Moskau fliegen um sich zu treffen, sondern man wird Geräte mit AR oder VR verwenden, um in eine gemeinsame Umgebung zu reisen, in der das Gefühl der Präsenz fast so stark ist, als wäre man physisch anwesend.“ Lempitsky ist zuversichtlich, dass „Telepräsenz so real wie physische Präsenz“ kein reines Science-Fiction-Szenario mehr sein wird.

Zu den Geschäftsanwendungen der Technologie sagt Lempitsky: “Wir erwarten, dass Fortschritte in der Telepräsenz-Technologie unser Verhalten erheblich verändern werden”. Er kommentiert auch, dass die Einführung der Telepräsenztechnologie wahrscheinlich zu einer erhöhten Akzeptanz und unterschiedlichen Wahrnehmung von Menschen führen wird, die von außerhalb arbeiten.

Schließlich spricht Lempitsky darüber, wie die Entwicklungen in diesem Bereich Freunden und Familien helfen werden, die durch eine gewisse Distanz voneinander getrennt sind, sich näher zu fühlen, und sagt: “Wir hoffen, dass Leute Video-Chats bald als so veraltet ansehen, wie es uns jetzt erscheint, eine Nachricht per Telegramm zu verschicken”.

Mit großem Potenzial und vielversprechenden Zukunftsanwendungen wird von der Robotik heutzutage viel erwartet. Zwischen den Erwartungen der Öffentlichkeit und dem, was Wissenschaftler und Ingenieure heute für technisch machbar halten bestehen allerdings noch eine große Kluft. Das Samsung KI-Zentrum in New York setzt sich aus einem Team hochqualifizierter Forscher zusammen und arbeitet daran, angeführt vom Robotiker und KI-Experten Dr. Daniel D. Lee, diese Lücke zu schließen. Samsung hat mit Dr. Lee über die Arbeit gesprochen, die in dem KI-Zentrum geleistet wird sowie über Möglichkeiten um interdisziplinäre Zusammenarbeit zu fördern und Spitzenkräfte zu gewinnen.

Herausforderungen bewältigen

Auf die Frage nach dem Aufgabenbereich des New Yorker KI-Zentrums erklärt Lee, dass es sich auf “Grundlagenforschung an der Schnittstelle von KI, Robotik und Neurowissenschaften” konzentriert. Ziel des Zentrums ist es, an dieser Stelle “herausfordernde Probleme zu lösen”. Ein gutes Beispiel ist das Problem der robotischen Manipulation¹, der Fachbegriff für die Fähigkeit von Robotern, mit physischen Objekten zu interagieren und diese zu bewegen.

Einfach erklärt: Roboter müssen noch geschickter werden, bevor sie bereit sind, Menschen bei körperlichen Aufgaben im Alltag zu helfen. Der erste Schritt besteht darin, Robotern mit der Intelligenz auszustatten, ihre Umgebung wahrzunehmen und zu verstehen. Zweitens müssen sie in unvorhersehbaren Situationen in der Lage sein, schnelle Entscheidungen zu treffen. Schließlich sollten Roboter geschickt und beweglich genug sein, um die entsprechenden Aktionen auszuführen. Andererseits ist es jedoch nicht möglich für den Designer eines Roboters, jede Eventualität vorauszusehen, auf die der Roboter in der realen Welt treffen kann. Roboter müssen daher wie Menschen aus Erfahrungen lernen können.

Aktuell eignen sich die gängigsten maschinellen Lernmethoden nicht um Roboter zu trainieren, da enorme Mengen an Trainingsdaten benötigt werden. Lee erklärte, dass es mehrere Herausforderungen gibt, die in Bezug auf maschinelles Lernen für die Robotik gelöst werden müssen.

“Der Umgang mit der physischen Welt ist für die KI viel schwieriger als das Spielen von Videospielen oder Go”, erklärt er. “Wir entwickeln derzeit KI-Lernmethoden, die mit der Unsicherheit und Vielfalt der physischen Welt umgehen können, so dass Roboter auch zu Hause oder am Arbeitsplatz eingesetzt werden können. Ich würde den Zustand von Robotern heute mit Computern in den 1980er Jahren während der Transformation von Großrechnern zu PCs vergleichen.”

Das New Yorker KI-Zentrum befasst sich mit diesen Herausforderungen, um ein umfassenderes KI- und Robotererlebnis zu bieten. So hat es kürzlich neuartige KI-Methoden entwickelt, mit denen Roboter nur mit begrenzten Daten effizient trainiert werden können. In dem Verfahren wurde ein neuronales Netzwerk so trainiert, dass es nur aus Kamerabildern Bewegungsabläufe für einen Roboterarm erzeugen kann.

Die Roboter-Manipulation in Angriff nehmen

Damit Roboter Dinge für Menschen erledigen können, müssen sie lernen, eine Vielzahl von Alltagsgegenständen zu berühren, zu greifen und zu bewegen. Lee erklärt, wie das Problem der gezielten robotischen Manipulation ein Schwerpunkt des New York KI-Zentrums ist.

Lee erläutert, dass “die Fähigkeit von Menschen und einigen Tieren, Haushaltsgegenstände zu manipulieren, von Maschinen derzeit unerreicht ist. Deshalb untersuchen wir, wie KI-basierte Lösungen genutzt werden können, um in diesem Bereich einen Fortschrit zu erzielen”. Lee erklärt weiter, dass die geschickte robotische Manipulation “die Fähigkeit erfordert, Objekte mit unbekannten Materialeigenschaften präzise und sicher zu handhaben”.

“Die Manipulation ist relativ einfach, wenn die Objekte und Umgebungen sorgfältig kontrolliert werden, zum Beispiel in einer Fabrikhalle”, berichtet Lee. “Aber es wird viel schwieriger in unbekannten, überladenen Umgebungen, konfrontiert mit einer Vielzahl von Objekten”.

Als Beispiel nennt Lee die Fähigkeiten, die ein Roboter benötigen würde, um ein gekühltes Glas Wein in einem Restaurant zu servieren. “Wie schwer ist das Glas und wie rutschig ist es durch Kondensation?” Er fügt hinzu: “Es ist unmöglich, alle möglichen physikalischen Eigenschaften des Weinglases vollständig zu modellieren, daher ist maschinelles Lernen entscheidend, wenn Roboter trainiert werden, um mit schwierigen Situationen umzugehen.”

Innovation durch Zusammenarbeit

Mit der Entwicklung des KI-Sektors ist dieser auch komplexer geworden, und es wird immer deutlicher, dass kollaborative Lösungen für Forscher entscheidend sind, um die aktuellen Herausforderungen zu meistern. In einem so komplexen und vielschichtigen Bereich wie der robotischen Manipulation werden Beiträge und Kooperationen mit “den Besten und Klügsten der Welt” entscheidend sein, kommentiert Lee. Er betont den Wert der Zusammenarbeit mit anderen Samsung KI-Zentren sowie akademischen Institutionen und sagt, dass “die Lösung grundlegender Probleme in der KI die Fähigkeiten und Qualifikationen zahlreicher Experten weltweit erfordert, um die Gesellschaft positiv zu verändern”.

Er fügte hinzu: “Die Samsung KI-Zentren laden Forscher zur Zusammenarbeit ein, die bei der Bewältigung dieser schwierigen Herausforderungen helfen können. Wir haben derzeit eine Reihe von Dozenten führender akademischer Institutionen, die mit uns in New York zusammenarbeiten.”

Talente gewinnen

Lee hebt hervor, wie vorteilhaft es für sein Team war, in New York ansässig zu sein, und sagt: “New York City ist sicherlich eine der größten und vielfältigsten Städte der Welt. Es ist ein Magnet für erstklassige Talente aus Forschung und Ingenieurwesen.”

Die Rekrutierung der allerbesten Talente ist äußerst wichtig, um bei zukünftigen KI-Fortschritten auf dem neuesten Stand zu bleiben. Lee berichtet, dass das Zentrum in diesem Bereich Glück hatte und sagt: “Wir haben davon profitiert, dass wir seit der Gründung des Zentrums einige hervorragende Forscher gewinnen konnten”.

“Unser Team besteht aus erfahrenen Wissenschaftlern und Ingenieuren, die innovative Theorien und Algorithmen sowie neueste technologische Lösungen entwickeln.” Lee fügt hinzu: “Es ist großartig, mit dem Team zusammenzuarbeiten und Forschung in führenden wissenschaftlichen Konferenzen und Zeitschriften zu veröffentlichen.”

Wie Robotik unser Leben revolutionieren könnte

Lee spricht darüber, wie er sich vorstellt, dass Roboter in Zukunft in die Gesellschaft passen könnten. In ihren Anfängen haben Roboter Aufmerksamkeit bekommen, weil sie niedlich und lustig waren. Die Leute neigten jedoch dazu, sie im Lauf der Zeit weniger zu nutzen. Damit Roboter von den Menschen als wertvoll und relevant angesehen werden können, müssen neue Systeme über genug Intelligenz verfügen, sodass sie sich in unser Leben integrieren können.

“Intelligente Robotersysteme haben das Potenzial, die Art und Weise, wie Menschen in Zukunft ihren Tätigkeiten nachgehen werden, zu revolutionieren”, resümiert Lee. “In naher Zukunft werden wir einige Verbesserungen bei einfachen Aufgaben in kontrollierten Umgebungen sehen. Aber umfassendere Systeme, die eine Vielzahl von komplexen Aufgaben bewältigen können, erfordern weitere Forschungsdurchbrüche. Die Samsung KI-Zentren helfen, diese Forschungsdurchbrüche zu erzielen.

Auf die Frage, was er als die Vision für KI und robotische Intelligenz sieht, antwortet Lee: “Ich bin mit Science Fiction Geschichten aufgewachsen, die Roboter als Helfer für Menschen beschrieben. Es wäre unglaublich, einige dieser positiven Visionen tatsächlich zum Leben zu erwecken.”

 
¹ Fachbegriff für die Fähigkeit von Robotern, mit physischen Objekten zu interagieren und diese zu bewegen.

Technologie hat im Zuge ihrer Weiterentwicklung unser Leben immer wieder grundlegend verändert. Es ist erstaunlich, wie anders das Leben vor Innovationen wie Smartphones, dem Internet und Computern war.

In letzter Zeit hat sich künstliche Intelligenz aufgrund ihres Potentials für die Technologie und die Gesellschaft zu einem aktuellen Themenschwerpunkt entwickelt. Insbesondere ist dies bei der integrierten KI¹ der Fall, bei der sich die künstliche Intelligenz auf den Geräten befindet, die wir im Alltag verwenden und eine Verbindung zur Cloud nicht zwingend nötig ist. Um mehr über dieses spannende Thema zu erfahren, traf sich Samsung mit dem Leiter des Samsung KI-Zentrum in Cambridge Dr. Andrew Blake.

Dr. Blake war bisher Direktor und Mitbegründer des Alan-Turing-Institute und zuvor Direktor des Cambridge Research Laboratory von Microsoft. Als Pionier in der Entwicklung von Theorien und Algorithmen, durch die sich Computer dank maschinellem Sehen anders verhalten können, erklärt er, wie Samsungs KI- und Hardware-Innovationen das Leben der Menschen bereichern können.

Die nächste Stufe des Internet of Things

„KI wird Leben in das Internet of Things bringen”, beginnt Blake. Das die integrierte KI auf dem Gerät selbst arbeitet, ist besonders für die Privatsphäre und dem Schutz personenbezogener Daten von großem Vorteil.

Um das Potenzial KI-gestützter intelligenter Geräte zu erschließen, ist eine Kombination aus zwei Faktoren gefordert: Hardware die nahtlos zusammenarbeitet und ein Ansatz, bei dem der Menschen im Mittelpunkt steht.

“Ein Forschungsschwerpunkt ist Gesundheit und Fitness – zum Beispiel die Verbindung von Sport, Ernährung und geistigem Wohlbefinden. Ein weiteres Fokusthema ist Kommunikation und persönliche Erinnerungen – vor allem Fotografie und Videos. Um hier die KI gezielter arbeiten zu lassen, müssen wir über die Welt der wissenschaftlichen Prototypen und leistungsfähigen Computersysteme hinausdenken – hin zu alltäglich genutzten Geräten.“

Die richtigen Mittel

Wie Blake feststellt, ist Samsung mit seinem breit gefächerten Geräteportfolio prädestiniert dafür, eine auf den Menschen ausgerichtete Entwicklung der KI zu gestalten.

“Angesichts der Marktführer-Position von Samsung ist es ein guter Zeitpunkt, um den KI-Fähigkeiten von Geräten aller Art weiterzuentwickeln”, sagt Blake. “Integrierte KI beginnt mit der Hardware, deshalb ist die Arbeit bei Samsung eine großartige Möglichkeit für KI-Forscher.”

“Hardware ist der Vertriebskanal, der uns über intelligente Algorithmen hinausführt und diese in jedermanns Taschen und Häuser bringt. Die große Herausforderung, der sich Cambridge stellt, besteht darin, qualitativ hochwertige integrierte KIs über die Forschungslabore von Spezialisten hinaus zu verbreiten. Wir stellen uns eine Welt vor, in der intelligente Tools, an denen wir bereits hart arbeiten, es Softwareentwicklern weltweit ermöglichen, ihre KI-Modelle einfach und effektiv auf Samsung-Geräte zu übertragen.”

Wie Blake erklärt, bietet der Schutz der Privatsphäre durch integrierte KI erhebliche Vorteile. “Dies müssen wir auf eine Weise tun, mit der die Daten lokal gespeichert werden, um den Menschen zu versichern, dass ihre Daten sicher und privat aufbewahrt werden”, fügte er hinzu.

Ein fachübergreifender Ansatz

Welche Möglichkeiten bietet das Cambridge KI-Zentrum für die Verbraucher? Die Antwort auf diese Frage ist der KI-Ansatz den Menschen in den Mittelpunkt zu stellen, welchen Blake im Folgenden näher beschreibt.

„Bei menschenzentrierter KI geht es darum, die wichtigsten Lebensbereiche des Menschen in den Vordergrund zu stellen”, sagt Blake. “Ich glaube, hier ist ein fachübergreifender Ansatz gefordert. Von einer Zukunft, die ausschließlich von Ingenieuren gestaltet werden würde, wäre ich nicht begeistert. Stattdessen müssen wir mit anderen Fachrichtungen zusammenarbeiten, insbesondere mit Design, Hardware, Benutzeroberflächen sowie dem Design der Systeme an sich. Ebenso müssen auch menschliche Forschungsdisziplinen wie Psychologie stärker eingebunden werden, um eine Zukunft zu erreichen, in der die Technologie den Menschen wirklich hilft, bessere Leben zu führen.‘‘

Mit diesem fachübergreifendem Ansatz arbeitet das KI-Zentrum in Cambridge daran, menschliches Verhalten besser zu verstehen, indem es untersucht wie Emotionen kommuniziert werden und wie benutzerzentrierte Kommunikation weiter voran getrieben werden kann.²

Von einem vielseitigen Team profitieren

Das Samsung KI Zentrum in Cambridge beschäftigt ein Team von Experten verschiedenster Gebiete und legt besonderen Wert auf interdisziplinäre Zusammenarbeit.

“Wir arbeiten viel im Team zusammen”, sagt Blake. “Unsere Programmleiter, Maja Pantic und Nic Lane, sind Experten für nonverbales menschliches Verhalten und embedded KI. Zusätzlich haben wir Experten für maschinelles Lernen, maschinelles Sehen, Netzwerke, Hardware sowie Informatik und Kognition. Wir haben ein breit gefächertes Team von sehr talentierten Personen zusammengestellt und bringen so neue Ansätze und Ideen in Umlauf”, sagt Blake.

Blake stellt fest, dass nicht nur die umfassende Expertise seines Teams, sondern auch der Standort, das Cambridge KI-Zentrum einzigartig macht.

“Cambridge ist ein ganz besonderer Ort”, beginnt Blake. “Die Universität ist eine der weltweit stärksten im Bereich der Forschung, verbunden mit einer außergewöhnlichen Forschungskultur und einer ganzen Reihe von Start-ups in den Bereichen: Robotik, Medizin, künstliche Intelligenz, autonomes Fahren und vielen anderen Forschungsgebieten.”

“In diesem Umfeld zu sein, ist uns aus mehreren Gründen wichtig. Dieser Standort bietet ein stimulierendes Ökosystem, ein außergewöhnliches Netzwerk in dem eine Vielzahl von Experten zu verschiedensten Themenzusammentreffen.

Natürlich nutzt das Cambridge Zentrum nicht nur die Vorteile, die sich aus seiner örtlichen Lage ergeben, sondern profitiert auch von den Beziehungen zu anderen KI-Zentren im globalen Netzwerk von Samsung Research.

“Ich bin besonders froh, mit den anderen KI-Zentren von Samsung auf der ganzen Welt in Kontakt zu stehen, in denen ich einige der international renommierten Wissenschaftler gut kenne”, sagt Blake. “Ich glaube, dass wir, durch diese Zusammenarbeit, den Verbrauchern etwas Besonderes bieten können.”

Mit mehr als 40 Jahren Erfahrung im Bereich der künstlichen Intelligenz fügt Blake hinzu: “Ich wurde im Jahr der künstlichen Intelligenz geboren – 1956 – dem Jahr, in dem die Dartmouth-Konferenz den Begriff KI prägte. Nun studiere ich seit 40 Jahren die KI-Vision. Ich hatte großes Glück, eine so außergewöhnliche Karriere führen zu können.”

¹ Eine KI, die Informationen auf einem Gerät selbst verarbeitet, anstatt diese Informationen an die Cloud zu senden. Da die integrierte KI nicht auf externe Netzwerke angewiesen ist, gilt sie als sicherer und zuverlässiger als die Cloud-basierte KI.
² https://internetofbusiness.com/samsung-uk-to-open-new-ai-centre/