Roberta und Künstliche Intelligenz
Künstliche Intelligenz ist ein Teilgebiet der Informatik und befasst sich damit, wie ein Computer intelligentes, menschliches Verhalten nachahmen kann. Dabei handelt es sich um eines der bedeutendsten digitalen Zukunftsthemen, das bereits jetzt in zahlreichen Bereichen unseres Alltags Anwendung findet.
Mit ihren Einsatzfeldern und Auswirkungen erscheint Künstliche Intelligenz für viele als eine sehr komplexe Technologie, die nur von Spitzenwissenschaftler*innen verstanden und gestaltet werden kann. Dabei können schon Kinder und Jugendliche lernen, wie Künstliche Intelligenz funktioniert, was Maschinelles Lernen ist und vor allem, wie sie selbst praxisnah einsteigen können. Zusammen mit unterschiedlichen Partner-Initiativen und Expert*innen bereitet die Roberta-Initiative des Fraunhofer IAIS das Thema in unterschiedlichen Formaten auf. Auf dieser Seite findet Ihr eine Übersicht spannender KI-Projekte.
Künstliche Neuronale Netze im Open Roberta Lab programmieren
Einen Blick in die »Blackbox« werfen und Künstliche Intelligenz (KI) selbst programmieren – das ermöglichen das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS, das Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen, die Universität zu Köln und die InterScience-Akademie für Algorithmik. Nach der Einführung des Pflichtfachs Informatik zum Schuljahr 2021/22 in NRW hat auch KI einen festen Platz im Unterricht für die Sekundarstufe I in den Klassen 5 und 6. In dem Zuge können die Schüler*innen in NRW, aber auch darüber hinaus, auf der Fraunhofer-Programmierplattform »Open Roberta Lab« künftig Künstliche Neuronale Netze selbst programmieren und testen. Ab Sommer 2022 bietet das Fraunhofer IAIS jungen Menschen weltweit einen einmaligen Zugang zur KI.
Künstliche Intelligenz in der Berufsausbildung: Live-Schulungen, eLearning-Kurse & mehr
Ob in der Produktion, der Medizin oder dem Versicherungswesen – Künstliche Intelligenz hält Einzug in immer mehr Branchen. Immerhin zwei Drittel deutscher Unternehmen schätzen laut einer Bitkom-Befragung KI als die wichtigste Zukunftstechnologie ein; doch für Integration und Nutzung im Betrieb ist fehlendes Fachpersonal oft ein zentrales Hindernis. Mit einem neuen kostenfreien Lernangebot rund um KI in der Berufsausbildung gehen das Fraunhofer IAIS und die »Google Zukunftswerkstatt« diese Herausforderung an und vermitteln Berufsschüler*innen und deren Lehrkräften Grundlagen intelligenter Technologien. Interessierte können sich ab sofort für Live-Schulungen anmelden. Yvonne Gebauer, Ministerin für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen, übernimmt die Schirmherrschaft für das Projekt.
Der KI-Campus – Angebote für Einstieg und Vertiefung
Der Online-Kurs »Schule macht KI« wird von den Jungen Tüftlern und der Roberta-Initiative angeboten und soll Lehramtsstudierende und Lehrkräfte vornehmlich nicht-naturwissenschaftlicher Fächer dazu befähigen, die Thematik KI mit Schüler*innen der Sekundarstufen I und II in ihren zukünftigen Unterricht zu integrieren. Durch den Fokus auf die Vermittlung allgemeiner Grundlagen mit Bezug auf Alltagsthemen, ethischen Betrachtungen und Aspekten der Demokratie- und Meinungsbildung eignet sich der Kurs als Basis für weiterführende, vertiefende Angebote und bietet einen niedrigschwelligen Zugang zum Thema KI mit aktivierenden Unterrichtsmethoden.
Das Phänomen »Big Data« umschreibt die riesigen Datenmengen, die heute v. a. über das Internet gesammelt werden. Diese Daten bilden eine der wichtigsten Grundlagen für das Maschinellen Lernen, also für Lernalgorithmen, die anhand von Trainingsdaten Modelle berechnen und auf neue Daten anwenden können. Mit »Schule macht Daten« richten sich die Jungen Tüftler in Zusammenarbeit mit der Roberta-Initiative an Lehramtsstudierende und Lehrende der Sekundarstufen I und II. Das Angebot ist fächerübergreifend angelegt und eignet sich im Sinne eines lebenslangen Lernens auch für Personen, die sich bereits in der Lehre befinden sowie für allgemein Interessierte an der Thematik KI und Daten.
»Smart Roberta« – KI per drag and drop
Praxisnah und intuitiv – das Projekt »Smart Roberta« soll die »Open Roberta«-Plattform der Roberta-Initiative des Fraunhofer IAIS um Künstliche Neuronale Netze (KNN) erweitern. Ziel ist es, die Funktionsweise von KNN Schülerinnen und Schülern verständlich zu vermitteln, indem sie praktisch mit den Netzen arbeiten können. Dafür soll ein KNN in die Open Roberta-Plattform integriert werden, die bereits seit 2014 für eine große Anzahl kleiner »embedded systems« (dt. eingebetteter Systeme) eine grafische Programmieroberfläche bietet. Aktuell sind 14 verschiedene Robotik-Systeme und Mikrocontroller über das Open Roberta Lab programmierbar. Allein in 2020 haben mehr als drei Millionen Menschen aus 120 Ländern weltweit auf der Open-Source-Plattform »made in Germany« reale Roboter sowie simulierte Hardware kostenfrei programmiert.
Der Einsatz eines KNN soll grundsätzlich direkt in einem Roboter-System ohne Zugriff auf leistungsstarke Hardware möglich sein. Dadurch werden für Nutzer*innen technische und fachliche Barrieren abgebaut. Für die Integration des KNN auf der Hardware soll das Softwareframework »AIfES« (Artificial Intelligence for Embedded Systems) des Fraunhofer IMS genutzt werden. Das Framework wird für ein weitverbreitetes System, dem Mikrocontroller Arduino, als vorkompilierte Softwarebibliothek zur Verfügung gestellt und ermöglicht es so, ein KNN direkt auf dem Roboter-System auszuführen und auch zu trainieren.
Projekt Calliope-Rennspiel: KI in Schulen
Die Initiative der Deutschen Telekom für Nachwuchsförderung »IT@School« hat das Projekt »Autonomes Fahren mit dem Calliope mini« entwickelt, um an Schulen speziell die Kompetenz für das Zukunftsthema Künstliche Intelligenz zu stärken. Auf Basis des Themas »Autonomes Fahren« hat die Initiative einen KI-Workshop für Schüler*innen konzipiert. Anhand des Calliope mini und grafischen Programmierplattformen wie Open Roberta beschäftigt sich das Angebot mit der Frage, wie ein Computer selbstständig fahren lernt: Indem sie den Calliope mini darauf trainieren, Hindernissen auf der Straße auszuweichen, bringen Schülerinnen und Schüler einem »autonomen Auto« das selbständige Fahren bei.
Weitere KI-Highlights
Buch-Tipp
»Roberta® – Lernen mit Robotern« – eine Initiative des Fraunhofer IAIS
Das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS in Sankt Augustin bei Bonn ist eines der führenden Wissenschaftsinstitute auf den Gebieten Künstliche Intelligenz, Maschinelles Lernen und Big Data in Deutschland und Europa. Mit rund 330 Mitarbeitenden unterstützt das Institut Unternehmen und Organisationen bei der Optimierung von Produkten, Dienstleistungen, Prozessen und Strukturen sowie bei der Entwicklung neuer digitaler Geschäftsmodelle. Damit gestaltet das Fraunhofer IAIS die digitale Transformation unserer Arbeits- und Lebenswelt.
Im Rahmen des Geschäftsfeldes „Smart Coding and Learning“ vermittelt das Fraunhofer IAIS mit der Roberta-Initiative seit 2002 Kompetenzen zur Mitgestaltung unserer digitalen Welt und erreicht so Millionen Menschen weltweit – von der Schule über die berufliche Bildung bis ins Top-Management.