Lisa's DBM Blog: KI in Kinderzimmern

Mai 2017
Mo	Di	Mi	Do	Fr	Sa	So
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30	31

KI in Kinderzimmern

lisa maria.reiter.uni-linz, 31. Mai 2017, 09:06

Künstliche Intelligenz Einführung

Künstliche Intelligenz (KI) ist ein interdisziplinäres Forschungsgebiet, und erstreckt sich daher nicht nur auf die Informatik, sondern auch auf Disziplinen wie Psychologie, Biologie, Linguistik und Mathematik. Die Motive die hinter den Forschungen beim Thema KI stecken und diese vorantreiben sind meist:

• der Versuch, mit Computern das menschliche Gehirn zu simulieren, um seine Funktion besser zu verstehen (Kognitionswissenschaft)

• Computerprogramme durch die Nachbildung menschlicher Problemlösefähigkeiten ”intelligenter” zu machen (Vgl. Dorn/Gottlob, S. 975)

Mit dem Begriff an sich, wir oftmals assoziiert, mithilfe von Computer und Robotern mentale Prozesse und Verhaltensweisen zu realiseren, welche denen der Menschen entsprechen. (Vgl. Görz/ Schmidt/Wachsmut, S. 1)

Das dadurch häufig formulierte Extremziel der KI, also einen Menschen mit all seinen Fähigkeiten durch ein Programm zu ersetzen oder sogar einen Roboter zu entwickeln, der diese Fähigkeiten besitzt, löst jedoch viele Diskussionen aus, beziehungsweise erhält scharfe Kritik von Philosophen und Wissenschaftskritikern. (Vgl. Dorn/Gottlob, S. 975)

In Bezug auf KI in Kinderzimmer lösen jedoch zudem auch Ängste insbesondere in Sachen Sicherheit weitere scharfe Kritik aus. (Vgl. Pressetext)

Einige Beispiele für Anwendungsgebiete

Maschinelles Beweisen: eines der ersten Teilgebiete, dadurch werden Ideen zur Entwicklung maschineller Intelligenz geprüft

Intelligente Spielprogramme: Schach oder Dame welches meschliche Intelligenz besiegt

Spracherkennung/Sprachverarbeitung: eines der größten Anwendungsgebiete, hierzu gehört bspw. die maschinelle Übersetzung von Sprache aber auch die natürlichsprachliche Schnittstellen zu Informationssystemen oder allgemein die Erkennung von Sprachen.

Expertensysteme: Lösungen für bestimmtes Gebiet werden angeboten, die normalerweise nur von Experten dieses Gebiets gelöst werden können (Medizin,..)

Robotik: intelligente Roboter welche mehrere Ziele verfolgen wie bspw. Bilder erkennen, gesprochene Sprache verstehen und selbständig Vorgehenspläne entwickeln

Neuronale Netze: intelligentes Verhalten wird mit Symbolen formalisiert. Mit neuronalen Netzen versucht man, diese Prozesse des menschlichen Gehirns nachzubilden. (Vgl. Dorn/Gottlob, S. 975)

#1: Aufgabe 1: Recherchieren Sie nach einem konkreten Beispiel innerhalb einer der Anwendungsgebiete und posten Sie dieses als Kommentar.

Eroberung der Kinderzimmer durch KI

Zukunftsszenarien wie „I, Robot“, „Nummer 5 lebt“ und „A.I. – Künstliche Intelligenz“ sind schon längst keine Fiktion mehr, denn wir sind schon mittendrin. Den der neueste Trend neben den immer weiterentwickelten vernetzten Technologien, wie smart cars oder smart houses, ist nun vernetztes bzw. intelligentes Spielzeuge. (Vgl. Welivesecurity)

Der Grundstein für KI in unseren Kinderzimmern ist nun gelegt. Bei vernetzten Spielzeugen handelt es sich um eine zukunftsweisende Technologie, die den Beginn des Einzugs von Künstlicher Intelligenz (KI) in unseren Alltag markieren könnte. Denn nun findet man KI, die einst das Revier von Nischenbranchen darstellte, auch in Spielzeugen. Solche vernetzen bzw. intelligenten Spielzeuge bedienen sich dabei derzeit vor allem der Funktion Spracherkennung."Gibt es Feen wirklich?" oder "Wie nennt man ein junges Pferd?" sind Fragen, die bspw. kleine Mädchen interessieren. Das intelligente Spielzeug weiß darauf eine Antwort, denn es erkennt die Frage und gibt darauf die passende Antwort. (Vgl. Spiegel)

Die Spracherkennung im Allgemeinen ist derzeit auf vielen Bereichen im Vormarsch. Nicht nur praktikabel sondern nun auch endlich "erfreulich" gestaltet haben die Spracherkennung, dass nun endlich genügend Sprachdaten, Rechenleistung und die passenden Algorithmen bereit stehen.So können bspw. durch Spracherkennungstechnologien Diktate automatisiert, Videos und Audiofiles textdurchsuchbar, Navigationsgeräte, Smartphones und die Websuche leichter steuerbar. (Vgl. Entwickler.de)

Exkurs: Funktionsweise von Spracherkennung

Texterkennung

Akkustik wird über das Mikrofon aufgenommen, gesprochene Wörter zeichnet dabei das Gerät als Tondatei auf. Eine Spezialsoftware wertet diese Tondatei aus und wandelt sie in einen computerlesbaren Text um.(Vgl. welt.de)

Ein wenig präziser gesagt: Damit Wörter überhaupt erkannt werden ist bspw. eine Lautanalyse notwendig. Dabei lassen sich Vokale wie "a", "e" oder "u" recht einfach anhand der Tonhöhe unterscheiden. Konsonanten erkennt die Software beispielsweise an deren Lautstärkemustern.(Vgl. welt.de)

Wörter wie "mehr" oder "Meer" kann eine Spracherkennung aber nicht nur alleine an den Lauten unterscheiden. Dazu vergleichen die Programme bspw. die Laute mit Statistiken zur Häufigkeit von Wortkombinationen. Diese Software arbeitet entweder direkt auf dem Handy oder auf einem Server im Internet. (Vgl. welt.de)

Bei der Auswertung werden dabei aus den Quelldaten Vektoren mit verschiedenen Merkmalen extrahiert, z.B. Lautstärke (physiologisch), Energie in spektralen Bändern (physikalisch), Nulldurchgangsrate, Grundfrequenz usw. Für die Vorbereitung des Erkennungsprozesses benötigt man dabei möglichst viele Musterdaten. Durch einen Algorithmus, der berechnen kann, wie wahrscheinlich ist, dass eine bestimmte Folge von Merkmalsvektoren durch ein bestimmtes Wort erzeugt wurde, ist es folglich möglich, dass der Text erkannt wird.(Vgl. Yun-Yi Lisa Wang, S. 4f.)

Sinnerkennung

Die Spracherkennungssoftware versucht anschließend im dem Text Befehle des Nutzers zu erkennen, beispielsweise "Schreibe eine E-Mail" oder "Wie wird das Wetter in München am Samstag". Die Sinnerkennung ist sehr aufwendig und läuft deshalb auf einem Server, mit dem das Smartphone per Internet verbunden ist.

Schwierigkeiten dabei:

Hilfswörter
Betonung
Wortformen(Vgl. welt.de)

Ausführen und Antworten

Danach führt die Spracherkennungssoftware die Befehle des Nutzers aus. Sie kann aber auch Antworten auf seine Fragen geben. Voraussetzung dafür: Die Software kann auf andere Internetdienste zugreifen, etwa im Beispiel unten auf den Wetterdienst von Yahoo.(Vgl. welt.de)

Dabei hauptsächlich zwei Techniken im Einsatz:

Sprachaufnahme: Hier verwendet die Sprachausgabe kurze Tonaufnahmen von Silben und Wörtern, die zu Sätzen zusammengesetzt werden. Bsp. Siri auch andere Smartphones sowie viele Navigationsgeräte

Sprachmodellierung: Dabei berechnet die Software die einzelnen Laute. Diese Technik ist selten geworden, da auf diese Weise erzeugte Sprache oft unnatürlich klingt.(Vgl. welt.de)

Aktuelle Beispiele von intelligenten Spielzeugen

Spielzeuge mit Spracherkennung und mehr...

#2: Aufgabe 2: Recherchieren Sie nach einem weiteren Beispiel für ein intelligentes Spielzeug und posten Sie dieses als Kommentar.

Bedenken in Bezug auf Sicherheit

Verbraucherschützer sind skeptisch! Sie weisen auf mögliche Datenlecks bei de neuen intelligenten Kinderspielzeugen mit Internetverbindung hin.

Wie bei jedem Objekt, das heutzutage an das Internet angeschlossen wird, gibt es dadurch auch bei den KI Spielzeugen häufig die Möglichkeit, gehackt zu werden. (Vgl. Huffingtonpost)

Gefahren die sich dadurch ergeben:

1) Datenschutz

Allgemein Bedenken um die Privatsphäre: Kritik dabei, dass manche Spielzeuge in der Lage sind, riesige Datenmengen über ihre meist minderjährigen Nutzer zu speichern bzw. zu teilen. (Vgl. Pressetext)

Alles was Spielzeug aufzeichnet (Bsp. Cayla) wird an eine US-Firma weitergereicht, die auf Spracherkennung spezialisiert sei, da Daten weitergegeben werden dürfen. (Vgl. Tagesspiegel)

Sollte zudem Spielzeug gehackt werden, erhält Hacker Zugriff auf die Backend-Software, sowieso Zugang zu Kontoinformationen und gespeicherten Audiodateien. (Vgl. Huffingtonpost)

2) Schleichwerbung

Außerdem seien die Produkte auf Schleichwerbung programmiert: Cayla erzähle, wie sehr sie Disney-Filme liebe. Der Anbieter der App, über die diese Puppe funktioniert, arbeitet nach Angaben von Beuc auch für Disney. (Vgl. Tagesspiegel)

3) Spionage

Wenn Spielzeug gehackt wird, kann es leicht zum Spion bzw. Überwachungsgerät werden. Durch das eingebaut Mikrofon sei nämlich eine Abhörfunktion möglich. (Vgl. SternTV)

4) Verwendung als "Head-Set" bzw. "Freisprechanlage"

Über die Bluetooth-Funkverbindung von Cayla oder i-Que ist es beispielsweise möglich sich mit den Geräten zu verbinden. So können sie als eine Art Headset für das Smartphone genutzt werden - und dadurch können bspw. auch Fremde mit den Kindern kommunizieren.(Vgl. Spiegel)

#3: Aufgabe 3: Diskussion: Welcher dieser vier Punkte ist für euch am bedenklichsten bzw. am wenigsten bedenklich oder sind alle gleich bedenklich?

Beeinflussung durch KI Spielzeuge

Zusammengefasst: Wenn ein Gerät mit dem Internet und anderen Geräten verbunden werden kann und nicht ausreichend abgesichert ist, können Angreifer heimlich darauf zugreifen und es für kriminelle Zwecke missbrauchen. Somit könnte das Kinderzimmer auch zum Einfallstor für Cyber-Kriminelle werden, sollte sich der Vernetzungs-Trend ohne ausreichende Sicherheitsmechanismen fortsetzen. (Vgl. Pressetext)

Beispiel für ein Experiment

Durchgeführt von Stern TV
Ziel: Geht eine Gefahr durch intelligentes Spielzeug aus - lassen sich Kinder von Spielzeug beeinflussen?

#4: Aufgabe 4:

Welche Kinder haben sich von Cayla oder Freddy beeinflussen lassen? Macht das Alter einen Unterschied? Poste deine Gedanken, Meinungen, Vermutungen etc. dazu als Kommentar.

Auflösung

#Test 1 Joeylisa

3:00 – 5:00 Puppenwagen

#Test 2 Kaylin

7:48 – 8:35 Passwort

#Test 3 Eric

6:18 - 7:30 Stockbett

#Test 4 Elias

9:27 – 10:00 Wohnadresse

#Test 5 Emma

11:11 – 11:45 Balkontür

Vorteile KI Spielzeug

KI Spielzeuge können aber auch Vorteile mit sich bringen. Vor allem wenn es dabei geht, den Kinder dabei die Technik dahinter zu lernen. Beispiele dafür gibt es ebenfalls:

Dino Zoomer: Bei dem kleinen Zoomer Dino handelt sich dabei um ein stubenreines elektronisches Haustier, das auf Einwirkungen von Außen reagiert. Wird der Dino beispielsweise am Schwanz gezogen, beginnen die Augen rot zu glühen und der Dino schnappt um sich, bis er durch Streicheleinheiten in der Rückengegend wieder besänftigt wird. Kinder können so beispielweise spielend den richtigen Umgang mit Haustieren. (Vgl. Trendsderzukunft)

„Meccanoid“ Roboter: Bei diesem Spielzeug wird das Kind in den Entwicklungsprozess mit eingebunden, er soll dabei Kinder ab zehn Jahre zum Programmieren motivieren. Der Roboter besteht aus 500 Teilen, die zuerst zusammengebaut gehören. Danach gehören Programmier-Schritte realisiert, damit bspw. eine Handschlag-Geste vom Roboter ausgeführt wird.(Vgl. Trendsderzukunft)

Es gibt aber auch viele andere Projekte und Initiativen in diesem Feld – sowohl für Software als auch Hardware. Mittlerweile findet man schon dutzende Spielzeuge, die die Grundlagen des Programmierens und der Robotik (Anwendungsbereich der KI) vermitteln sollen. Beliebt sind Roboter und intelligente Bausteinen, die nach dem Lego-Prinzip funktionieren – etwa auch die Wiener Entwicklung Robo Wunderkind.

Wer solche Grundzüge als Kind lernt, kann später auch im Berufsleben davon profitieren. Denn für Studenten aller Richtungen wäre es von Vorteil "ein bisserl" programmieren zu können. Spiele wären dafür ein guter Einstieg. (Vgl. derStandard)