DBT Newsletter #20/2017

 

„Neuer Denkstil“ für präzisere Analyse von Big Data

Michael Jordan, der „Michael Jordan des Machine Learning“, Foto: Peg Skorpinski






„Big Data“ - das bedeutet das Sammeln, Verarbeiten und Analysieren riesiger Datenmengen. Die Kunst besteht vor allem darin, daraus die richtigen Schlüsse abzuleiten. US-Informatiker Michael Jordan schlägt dafür einen „neuen Denkstil“ vor, der die Stärken von Computerwissenschaft und Statistik miteinander kombiniert - auch wenn die dahinter liegende Forschung noch Jahrzehnte dafür brauchen könnte.

„Es ist sehr leicht, aus Big Data die falschen Schlüsse zu ziehen, weil man nicht wirklich versteht, was dabei passiert. Der Computer macht die ganze Arbeit“, umriss der an der Universität Berkeley (USA) tätige Professor für Statistik und Computerwissenschaft im Gespräch mit der APA eines der Ausgangsprobleme. Jordan hielt kürzlich am Institute of Science and Technology (IST) Austria einen Vortrag zum Thema „Computational Thinking, Inferential Thinking and Data Science“.

Ist etwa bei der Analyse von Bevölkerungsdaten eine Population überproportional vertreten („Oversampling“), dann „weiß“ das der Computer nicht und produziert verzerrte Resultate. Solche statistischen Unschärfen hätten in den vergangenen Jahren zu einer „Reproduzierbarkeits-Krise“ von wissenschaftlichen Studien geführt. So konnten etwa kolportierte Zusammenhänge zwischen einem Gen und einer Krankheit anschließend oft nicht mehr nachvollzogen werden, nannte Jordan ein Beispiel aus der Medizin.

Informatiker haben bei Statistik Nachholbedarf

Die dahinter liegenden Probleme der statistischen Entscheidungsfindung zu lösen, die eine große Anzahl von Menschen, verschiedene Kulturen und Situationen überspannen, ist für den Experten „weit schwieriger als alles, was bisher in der Computerwissenschaft gemacht wurde“. Beikommen könnte man dem zumindest zum Teil, indem bei der Auswertung von Daten durch Computersysteme statistische Fehlerkorrekturen wie die „False Discovery Rate“ bereits im Voraus mit eingeplant sind. Von solchen Lösungsansätzen aus der Statistik wüssten jedoch viele Informatiker, die diese Systeme planen und bauen, nichts oder noch zu wenig.

Die grundsätzliche Krux, die es zu überwinden gelte, ist die: Wo sich der Statistiker über möglichst viele Daten freut, weil sie genauere Rückschlüsse zulassen, will der Informatiker die Komplexität der Daten reduzieren, um den Überblick zu behalten. Die Kluft zwischen diesen Welten ist zum Teil auf fehlende Schwerpunkte in der Ausbildung zurückzuführen, hat aber auch tiefere Gründe. „Bestehende Konzepte, die beide Sphären unterstützen, stehen eher in Konflikt miteinander, anstatt voneinander zu profitieren“, erklärte Jordan.

Mehrere Jahrzehnte an Forschung notwendig

Im Wesentlichen gehe es darum, inferentielles Denken - grob gesagt geht es um Schlussfolgerungen auf statistischer Basis - und informatisches Denken stärker, auch institutionell, zu verbinden. „Es wird einiges intellektuelles Sondieren und wahrscheinlich mehrere Jahrzehnte an Forschung brauchen, um Konzepte zu entwickeln, die besser miteinander harmonieren“, so Jordan, für den diese Anstrengungen letztlich in der Etablierung einer neuen akademischen Disziplin kulminieren sollen.

Der Informatiker, aufgrund seines wissenschaftlichen Impakts und seiner Namensgleichheit mit einer US-Basketball-Legende einmal als der „Michael Jordan des Machine Learning“ bezeichnet, hat keine Angst vor einer die Menschheit bedrohenden maschinellen Superintelligenz. Solche Szenarien seien pure Science Fiction und wenn, dann vielleicht erst in 500 Jahren denkbar. Wahre Intelligenz spricht der „Skeptiker und Optimist“ zumindest den heutigen Computern rundweg ab. Bestenfalls könne man von erweiterter („augmented“) Intelligenz sprechen, die den Menschen - etwa bei Suchanfragen im Web, per Spracherkennung oder bei Empfehlungsdiensten - unterstützt.

Selbst die Tatsache, dass Computer mittlerweile in hoch komplexen Spielen wie Go menschliche Spitzenspieler schlagen, heißt für Jordan, der Universitätsabschlüsse in Psychologie, Mathematik und Kognitionswissenschaften vorzuweisen hat, im Grunde „genau gar nichts“: „Ein Computer, der Milliarden von möglichen Pfaden durchforstet und die richtigen findet, das ist eine gute Ingenieursleistung. Das heißt aber nicht, dass der Computer plötzlich superschlau ist.“

Service: Der vollständige Vortrag kann auf dem YouTube-Kanal des IST Austria angesehen werden: https://youtu.be/IK2Wccl6q6w


Asien auf dem Weg zur roboterunterstützten Gesellschaft

Bis zum autonomen Roboter ist es aber noch ein weiter Weg, Foto: APA (AFP)





Hubo kann ein wenig eckig tanzen. Hubo könnte über unebenes Gelände gehen, hätte er nicht gerade ein gebrochenes Fußgelenk. Hubo, der preisgekrönte Roboter aus dem Forschungslabor der koreanischen KAIST, kann in einem AKW wie Fukushima Reparaturen ausführen. Aber es sind genau genommen nur acht Aufgaben, die er kann. Und nach zwei Stunden sind seine Batterien leer - dann kann er nichts mehr.

Mit Armen, Beinen und einem Kopf mit Kameras gehört Hubo zur Klasse der „humanoiden“, also menschenähnlichen Geräte. Seit seiner Erschaffung forscht man nun, wie er gefahrlos in den menschlichen Alltag integriert werden könnte. Denn das ist noch viel zu gefährlich für die Menschen - und zu kompliziert für die Maschine. „Autonomes Fahren wird bald kommen, das ist ja eine einfache Aufgabe, weil die Abläufe im Wesentlichen vorhersehbar sind. Aber unter Menschen zu leben ist für eine Maschine noch viel zu kompliziert. Die Menschen sind unberechenbar“, sagt ein Doktorand am 1971 gegründeten Forschungsinstitut KAIST, der an Hubo forscht, beim Besuch einer österreichischen Journalistengruppe.

Roboter braucht genau definierte Aufgaben

Ähnliches zeigt sich bei Kawada Robotics in Tokio. Das erklärte Firmenziel ist ein Roboter, der mit den Menschen zusammenarbeitet, diesen unterstützt. Bis es einen wirklich autonomen Roboter gibt, wird es aber noch dauern, räumten Vertreter des Unternehmens ein. Auch ihre Geräte brauchen genau definierte Aufgaben, maschinenlesbare Angaben auf Werkstücken und stellen ihre Tätigkeit ein, wenn ihre Sensoren einen Menschen in ihrem Arbeitsumfeld erkennen - sicherheitshalber.

Dabei muss man in Ländern wie Japan oder Südkorea kaum mit Widerstand der Menschen rechnen. Sie akzeptieren Roboter an ihrer Seite. In Japan etwa agieren Menschen teilweise lieber mit Maschinen als mit Menschen, meint der österreichische Wirtschaftsdelegierte in dem Land, Ingomar Lochschmidt. In Japan, wo der Shintoismus weit verbreitet ist, gestehe man auch Robotern leichter eine Seele zu.

Dazu kommt in Japan eine dramatische Bevölkerungsprognose: Gehen die aktuellen Trends weiter, dann dürfte die Einwohnerzahl in den kommenden hundert Jahren um rund zwei Drittel zurückgehen, auf dann nur mehr 43 Millionen. Japan erlaubt keine Zuwanderung, obwohl die Geburtenrate ähnlich niedrig ist wie in Europa. Da scheint der Ausweg zu sein, dass man sich auf Maschinen verlässt. Noch können diese aber nur spezifische genau definierte Aufgaben übernehmen.

Ganze Städte sollen „smart“ werden

Um den Menschen das Leben zu erleichtern, sollen jedoch nicht nur einzelne Maschinen, sondern gleich ganze Städte „intelligent“ werden. Professor Gerhard Schmitt hat an der Singapurer Universität NTU eine Forschungseinheit der ETH Zürich aufgebaut. Dort forscht er unter anderem über die Stadt der Zukunft. Das geht bereits über die viel genannte „Smart City“ hinaus in Richtung „Responsive City“, die Stadt, die auf die Bedürfnisse ihrer Einwohner reagiert.

Singapur bietet sich als Forschungsstandort an, weil unglaublich viele Daten erfasst werden. Schmitt kann etwa berechnen, wo künftig Staus drohen, wenn ein neuer Stadtteil für 300.000 Einwohner entsteht. Mit diesem Wissen ist es möglich, bei der Planung des neuen Stadtteils schon die Infrastruktur in anderen Gebieten zu verstärken, um einem Kollaps vorzubeugen. Schmitt kann auch berechnen, wo die Tätigkeit der Menschen zu einem Temperaturanstieg in dem tropischen Stadt-Staat führt - um bis zu neun Grad. „Wenn es uns gelingt, an die Wurzeln dieses Übels zu kommen, können wir Singapur deutlich lebenswerter machen“, so Schmitt.

Enorme Ballungsräume im Entstehen

Abgesehen von der guten Datenlage liegt der Stadtstaat in der Weltgegend, wo das große Wachstum von Städten in den kommenden Jahren stattfinden wird. In Indien, China und Afrika südlich der Sahara sind enorme Ballungsräume im Entstehen. Der Schweizer Remo Burkhard, Direktor des ETH-Forschungszentrums in Singapur, fasst den Unterschied so zusammen: „In meinem Heimatdorf haben sich in den letzten 40 Jahren nur die Öffnungszeiten der Post verändert. In der gleichen Zeit ist ein chinesisches Fischerdorf von 50.000 Einwohnern auf 10 Millionen Einwohner angewachsen.“

Das rasante Bevölkerungswachstum muss in Städten aufgefangen werden, ist Schmitt überzeugt. Da lohnt es sich, die Entwicklung von Städten zu erforschen. Wobei Schmitt Wien Rosen streut: Die österreichische Hauptstadt sei schon eine „Smart City“ und auf dem Weg Richtung „Responsive City“, also einer Stadt, die auf die Bedürfnisse der Bürger eingeht. Was in Wien möglich ist, müsse aber erst in asiatischen Städten mit der bald zehnfachen Einwohnerzahl und doppelten Bevölkerungsdichte umgesetzt werden.

(Diese Meldung entstand im Rahmen einer Reise auf Einladung der WKÖ)


Mobilfunker warnen vor teurer 5G-Frequenzauktion

Jeder Euro, der in die Auktion fließt, könnte beim Netzausbau fehlen, Foto: APA (AFP)





Die Mobilfunker A1 Telekom Austria, Hutchison Drei Austria und T-Mobile Austria wollen bei der für Mitte 2018 geplanten Versteigerung der Frequenzen für den neuen Mobilfunkstandard 5G (3.400-3.800 MHz) nicht so viel bezahlen wie bei der 4G-Frequenzauktion und schlagen eine „kosteneffiziente und vor allem komplexitätsreduzierende Vergabe“ vor. Im Gegenzug versprechen sie einen raschen Netzausbau.

Man habe „große Sorge, dass sich die Ereignisse der 4G-Frequenzauktion wiederholen“, sagte Hutchison-Drei-CEO Jan Trionow laut Aussendung. „Damals gestaltete sich der Prozess komplex, langwierig und hatte zur Folge, dass es zu einer der teuersten Auktionen Europas kam - 2 Mrd. Euro“, erinnerte Trionow. „Somit verlief der 4G-Netzausbau äußerst langsam. Es besteht also ein direkter Zusammenhang zwischen dem Auktionsmodell und der Netzausbaugeschwindigkeit.“

„Jeder Euro, der zu viel in die Auktion fließt, wird beim investitionsintensiven Infrastrukturausbau fehlen“, warnt auch Marcus Grausam, CEO von A1 Telekom Austria. Dies hätte einen nachhaltigen Schaden für viele Industrien und würde eine Abwertung des Wirtschaftsstandorts Österreich bedeuten. Die letzte Auktion habe nur unter dem Gesichtspunkt der staatlichen Ertragsmaximierung stattgefunden, kritisierte der Chef von T-Mobile Austria, Andreas Bierwirth.

Die Mobilfunkanbieter fordern die nationale Vergabe eines zusammenhängenden 5G-Bandes, die Mindestgebote sollen auf Basis der Telekommunikationsgebührenverordnung festgelegt werden. Im Gegenzug wollen sie sich verpflichten, mindestens 1.000 Sendepunkte zu errichten, während die Regulierungsbehörde derzeit nur 150 Sendepunkte fordere.

Regulator verspricht transparente Vorbereitung

Bisher fanden zwei Konsultationen zu technischen Fragen bzw. zum Ausschreibungsdesign, Stakeholder-Hearings mit der Industrie sowie eine Informationsveranstaltung statt, teilte die RTR mit. Dem Wunsch des Sektors nach einer transparenteren Vorbereitung der Vergabe werde „maximal entsprochen“. „Ein offener und qualitativ hochwertiger Austausch mit dem Sektor und die angemessene Berücksichtigung der Interessen aller Beteiligten ist uns dabei besonders wichtig“, betonte Johannes Gungl, Geschäftsführer der Telekom-Regulierungsbehörde (RTR) für den Fachbereich Telekommunikation und Post, in einer Aussendung.

Die Behörde will in den nächsten Wochen detaillierte Auswertungen der Stellungnahmen zur Konsultation veröffentlichen. An der Konsultation haben sich 15 Unternehmen und Organisationen beteiligt. Nahezu alle Teilnehmer haben demnach laut RTR Interesse an den Frequenzen angemeldet.

 

Aus der Wissenschaft:

Smart City: TU Wien und Wiener Stadtwerke forschen gemeinsam weiter

URBEM-Unterzeichnung: Johannes Fröhlich (TU Wien), Sabine Seidler (TU Wien), Gabriele Domschitz (Wiener Stadtwerke), Foto: Wiener Stadtwerke Holding AG/APA-Fotoservice/Hörmandinger





Ziel der dreijährigen interdisziplinären Forschung der zehn Doktorandinnen und Doktoranden im Doktoratskolleg URBEM war es, Methoden, Prozesse und Werkzeuge zu entwickeln, mit denen ein zukünftiges, tragfähiges, urbanes Energie- und Mobilitätssystem geplant und getestet werden kann. Die Studierenden schufen einen interaktiven Prototyp zur Modellierung der städtischen Infrastruktur in den Bereichen Energie und Mobilität. Im Projekt URBEM-live setzen die Wiener Stadtwerke aktuell die Ergebnisse daraus um. Dieser erfolgreiche Weg soll gemeinsam weitergegangen werden. ...

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Service:

We proudly present: Digital Business Trends-Award 2017 – die Finalisten

Die fachkundige Jury des diesjährigen DBT-Awards, Foto: APA

Bereits zum dritten Mal vergeben die APA - Austria Presse Agentur und styria digital one (sd one) den DBT-Award. Die Verleihung des Innovationspreises am 13. Dezember 2017 ist der krönende Abschluss des dritten erfolgreichen Jahres der Networking-Reihe „Digital Business Trends“. Die fachkundige Jury hatte es nicht leicht bei der Auswahl der sechs Finalistinnen und Finalisten gemacht. Diese haben sich einem mehrstufigen Jurierungsprozess gestellt und ihre Projekte, unter anderem mittels Elevator Pitch, präsentiert. ...

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