Experten des Karlsruher Instituts für Technologie

Die TREND-REPORT-Redaktion sprach mit Vordenkern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) über Forschung, Sicherheit, KI sowie Mensch und Maschine im Kontext der digitalen Transformation.

Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka, , Präsident des KIT

Herr Prof. Hanselka, die deutschen Investitionen in KI-Technologien, im Vergleich zu den USA und China, fallen eher nüchtern aus. Wie können wir mit der Forschung am Ball bleiben?

In unserer Forschung zu Industrie 4.0, beim autonomen Fahren oder auch im Bereich der Entwicklung von lernenden Systemen für lebensfeindliche Umgebungen nehmen wir in Deutschland bereits einen Spitzenplatz ein. So halten deutsche Unternehmen weltweit die meisten Patente zum autonomen Fahren. Auch in der IT-Sicherheit, einer wichtigen Voraussetzung für Industrie 4.0, sind wir wissenschaftlich weit vorne. Beispielsweise erforschen wir am Karlsruher Institut für Technologie in unserem Kompetenzzentrum für IT-Sicherheit KASTEL, wie sich KI nutzen lässt, um gegen Angreifer gewappnet zu sein, und wie man sich gegen menschlich und künstlich intelligente Angreifer-Systeme wehrt. Damit die Industrie Vertrauen in KI gewinnt, ist es erforderlich, dass wir die digitale Souveränität wahren können. Die Herausforderung im Zusammenspiel von Wissenschaft und Wirtschaft ist aktuell, dass wir unser Wissen rasch für neue KI-Anwendungen und Geschäftsmodelle nutzen, denn lernende Systeme sind ein zentraler Wettbewerbsfaktor für die Zukunftsfähigkeit des Innovations­standortes Deutschland.

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Prof. Dr. Müller-Quade, Leiter der Forschungsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT

Herr Prof. Müller-Quade, gibt es sichere Verschlüsselungsverfahren?

Bei Verschlüsselungsverfahren wird der Erfolg der Kryptographie besonders deutlich. Die Snowden-Enthüllungen haben gezeigt, dass selbst die NSA moderne Verschlüsselungsverfahren nicht brechen konnte und Hintertürchen benutzen musste. Wie KI-Systeme die IT-Sicherheit in Zukunft verändern werden, ist eine der Fragen, der die nationale Plattform Lernende Systeme nachgeht. Bei Verschlüsselungsverfahren bin ich aber optimistisch, dass keine Gefahr besteht. Trotzdem gibt es selbst hier noch Forschungsbedarf, etwa an Verfahren, die auch langfristig sicher bleiben, etwa, wenn Quantencomputer möglich werden. Die eigentliche Schwachstelle bei der sicheren Kommunikation sind die Endgeräte, mein Rat wäre also verstärkt auch Endgerätesicherheit systematisch zu erforschen.
Was meinen Sie mit dem „systemischen Ansatz zur wirksameren Vorbeugung von Cyberangriffen“?
Wenn wir in Zukunft befürchten müssen, dass KI-Systeme oder Mensch-Maschine-Teams völlig neue Angriffe finden, wird es nicht genug sein, unsere IT-Systeme gegen bekannte Angriffe zu patchen. Wir müssen uns auf unbekannte Angriffe vorbereiten. Hier könnte die Kryptographie ein Vorbild sein. Dort gibt es die sogenannte beweisbare Sicherheit, dies ist leider eine sehr missverständliche Bezeichnung, denn die Sicherheit realer Systeme lässt sich nicht beweisen.

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Prof. Dr.-Ing. Jürgen Fleischer, Institutsleitung wbk am KIT

Herr Prof. Fleischer, welche Aufgaben hat die „Karlsruher Forschungsfabrik“ im Kontext neuer Technologien?

Das Projekt wird einen wichtigen Beitrag zu der jüngst beschlossenen „Strategie Künstliche Intelligenz“ der Bundesregierung leisten und gilt als bedeutsam für die Innovationskraft des Standorts Deutschland. Die zunehmende Individualisierung, die hohe Varianten­vielfalt von Produkten sowie die Forderung nach neuen und komple­xen Fertigungsprozessen stellen eine große Herausforderung an die produzierenden Unternehmen. Ziel der Karlsruher Forschungsfabrik ist es, neue Produktionstechnologien durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit des Maschinenbaus und der Informatik schnell in sichere und profitable industrielle Fertigungsprozesse umzusetzen. Hierbei spielt die „Strategie Künstliche Intelligenz“ der Bundesregierung sicherlich eine wichtige Rolle. Allerdings kann die KI nur einen effizienten Mehrwert generieren, wenn sie intelligent mit dem domänenspezifischen Wissen von Produktionsexperten kombiniert wird. Zusätzlich sind für die Herausforderungen neuartige Produktionsanlagen mit automatisierten Lösungen notwendig, sodass individualisierte Produkte mit kleinen Stückzahlen rentabel und flexibel fertigbar sind. Zur Erreichung dieses Ziels haben wir eine starke Kooperation zwischen dem wbk Institut für Produktionstechnik des KIT und den Fraunhofer Instituten ICT und IOSB etabliert.

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Prof. Dr.-Ing. Barbara Deml leitet das Institut für Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation am KIT

Frau Prof. Deml, Sie bringen gerade Maschinen bei, die körperliche Verfassung sowie die Gemütszustände von Menschen zu erfassen und sich entsprechend zu verhalten. Können Sie uns einige Beispiele dazu nennen?

Was machen wir, wenn ein Kollege gestresst ist? Wir verhalten uns entsprechend und versuchen nicht noch mehr Stress zu verursachen. Genau das sollten auch Maschinen tun. Wenn ein Roboter erkennt, dass ein Mensch mental oder körperlich beansprucht ist, sollte er sich anders verhalten und Hilfe anbieten oder unterstützen. Für uns besteht die Herausforderung heute vor allem darin, Verhaltensabsichten oder relevante Zustände, wie Müdigkeit oder Emotionen, zuverlässig zu erkennen. Menschen tun das ständig, und uns ist oft gar nicht bewusst, wie wir das machen. Wenn man diese Fähigkeiten für eine Maschine beschreiben möchte, müssen wir menschliches Verhalten besser verstehen. Was verändert sich in unserem Verhalten, wenn wir müde oder ratlos sind und eine bestimmte Assistenz benötigen? In unseren Forschungen spielt die Analyse von Körperbewegungen, vor allem von Augen- und Blickbewegungen, eine wichtige Rolle, aber auch physiologische Parameter, wie die Herzaktivität oder die Hautleitfähigkeit, sind relevant.

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