Verkörperte KI: Wie sie die Kluft zwischen Geist und Materie überbrückt

DAS WICHTIGSTE IM ÜBERBLICK

Künstliche Intelligenz ist in der digitalen Welt gefangen. Verkörperte KI überbrückt die Lücke mit physischen Sinnen und bringt sie in die reale Welt. Sie wird bereits in vielen Bereichen eingesetzt, mit Innovationen von OpenAI, Amazon, Meta und dem MIT. Zu den Herausforderungen gehören sensorischer Realismus, Navigation und Sicherheit, aber wenn sie gut gehandhabt wird, bietet sie reale Möglichkeiten und Chancen.

Bei all den beeindruckenden Fortschritten der künstlichen Intelligenz (KI) gibt es eine grundlegende Hürde, die sie noch überwinden muss: ihre Beschränkung auf den digitalen Bereich.

Diese Tatsache hat zu einer wachsenden Nachfrage nach einem neuen KI-Paradigma geführt, das die Kluft zwischen digitaler Intelligenz und realer Interaktion effektiv überbrücken kann.

Im Folgenden wird das Konzept der verkörperten KI untersucht, wobei die Grenzen der herkömmlichen KI und die zahlreichen Vorteile der verkörperten KI aufgezeigt werden.

Die Grenzen der digitalen KI

Die Grundlage unserer kognitiven Fähigkeiten als Menschen liegt in der physischen Verkörperung unseres Gehirns in unserem Körper. Diese physische Verbindung ermöglicht es uns, direkt mit der Außenwelt zu interagieren.

Im Gegensatz dazu existieren die meisten heutigen KI-Systeme in rein digitaler Form, ohne physische Präsenz und ohne diese unmittelbare Verbindung zur greifbaren Realität, in der wir leben.

Diese körperlosen oder digitalen KI-Systeme haben zwar im digitalen Bereich bemerkenswerte Fähigkeiten bewiesen, stoßen aber unweigerlich an Grenzen, wenn sie die physische Welt verstehen und mit ihr interagieren sollen.

Hier sind einige dieser Grenzen:

Fehlende physische Anwesenheit

Digitale KI-Systeme bestehen im Wesentlichen aus Codezeilen, Algorithmen und Daten.

Während sie sich bei der Verarbeitung von Informationen und der Lösung komplexer Probleme im digitalen Bereich hervortun, fehlt ihnen der sensorische Input und die physische Präsenz, die für eine sinnvolle Interaktion in der realen Welt erforderlich sind.

Begrenztes Umweltbewusstsein

Für digitale KI-Systeme ist es eine Herausforderung, die Feinheiten der physischen Welt zu verstehen, da ihnen sensorische Erfahrungen wie Sehen, Berühren oder Hören fehlen.

Folglich fällt es ihnen schwer, effektiv zu navigieren und auf Situationen in der realen Welt zu reagieren.

Verständnis des Kontextes

In der realen Welt spielt der Kontext eine entscheidende Rolle.

Digitale KI-Systeme, die sich in erster Linie auf Daten und Algorithmen stützen, haben jedoch häufig Probleme, den Kontext zu erfassen.

Folglich haben sie Schwierigkeiten, subtile Details zu verstehen und fundierte Urteile auf der Grundlage von Situationsbewusstsein zu treffen.

Datenabhängigkeit

Digitale KI ist stark von historischen Daten abhängig, was ihre Anpassungsfähigkeit an unvorhergesehene Umstände beeinträchtigen kann.

Dieser datenzentrierte Ansatz kann ihre Fähigkeit einschränken, in dynamischen und sich ständig verändernden realen Umgebungen effektiv zu reagieren.

Was ist verkörperte KI?

Verkörperte KI (engl. Embodied AI) bietet eine vielversprechende Lösung für diese Einschränkungen, indem sie KI-Systeme schafft, die mit der realen Welt interagieren können, ähnlich wie es Menschen tun.

Während die herkömmliche KI ausschließlich im digitalen Bereich arbeitet, zielt die verkörperte KI darauf ab, die Lücke zwischen digitaler KI und realen Anwendungen zu schließen.

Sie beruht auf dem Konzept der „verkörperten Kognition“, das besagt, dass Intelligenz nicht nur vom Gehirn ausgeht, sondern auch aus der Interaktion des Körpers mit seiner Umgebung entsteht.

Daher sind körperliche Formen und sensorische Fähigkeiten für die verkörperte KI von entscheidender Bedeutung.

Zu diesem Zweck integrieren verkörperte KI-Systeme eine Reihe von Sensoren, darunter Kameras, Mikrofone und Berührungssensoren, die das menschliche Empfinden für die Wahrnehmung der Welt widerspiegeln.

Darüber hinaus sind diese KI-Systeme mit Aktuatoren wie Rädern und motorisierten Gelenken ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, physisch mit ihrer Umgebung zu interagieren und sie zu manipulieren, ähnlich wie wir unseren Körper zur Navigation und Interaktion mit der Welt um uns herum nutzen.

Neueste Entwicklungen der verkörperten KI

Jüngste Innovationen im Bereich der verkörperten KI haben ihr Potenzial weiter unterstrichen.

Hier sind einige bemerkenswerte Fortschritte:

Neo von OpenAI

OpenAI hat Neo vorgestellt, einen KI-gesteuerten Roboter, der digitale Intelligenz mit einem physischen Körper verbindet.

Neo zeichnet sich durch Autonomie, Mobilität und ein leichtes Design aus, das neue Maßstäbe für verkörperte KI setzt.

Alexa Arena von Amazon

Alexa Arena von Amazon ist eine Plattform für verkörperte KI, die eine nahtlose Interaktion zwischen Mensch und Roboter ermöglicht.

Mit ihr können Nutzer mit virtuellen Robotern in natürlicher Sprache kommunizieren und sie bei der Ausführung verschiedener Aufgaben unterstützen.

Der Schwerpunkt der Plattform liegt auf der Entwicklung fortschrittlicher KI-Modelle.

Sie bietet wertvolle Ressourcen wie Code, Datensätze und Szenen zur Unterstützung der KI-Entwicklung und wirkt so als Katalysator für die Förderung der verkörperten KI und der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter.

VC-1 von Meta

Mit VC-1 hat Meta einen künstlichen visuellen Kortex vorgestellt, der von der Fähigkeit des menschlichen visuellen Kortex inspiriert ist, Visionen in Aktionen umzusetzen.

VC-1 wurde mit Videos von Alltagsanwendungen trainiert und zeichnet sich durch 17 sensomotorische Aufgaben in virtuellen Umgebungen aus, wobei er seine Vorgänger übertrifft.

Adaptive sensomotorische Fähigkeitskoordination (ASC)

Meta hat einen Ansatz zur adaptiven sensomotorischen Fähigkeitskoordination (engl. Adaptive Sensorimotor Skill Coordination, ASC) für verkörperte KI-Agenten eingeführt.

Dank dieser Innovation können sich die Agenten an sich verändernde Umgebungen anpassen, selbst bei unerwarteten Unterbrechungen.

Beeindruckend ist, dass ASC eine bemerkenswerte Erfolgsquote von 98 % bei komplexen Aufgaben erreicht hat, die die Mobilität und Manipulation von Robotern in realen Umgebungen beinhalten.

MIT und Stanford fusionieren Kontrolltheorie und maschinelles Lernen

Forscher des MIT und der Stanford University haben einen intelligenten Ansatz entwickelt, der es Robotern wie Drohnen und selbstfahrenden Autos ermöglicht, schwierige Situationen effektiv zu bewältigen.

Durch die Kombination von Steuerungstheorie und maschinellem Lernen können diese Roboter lernen, sich zu bewegen, ohne separate Anweisungen zu benötigen.

Trotz minimaler Daten erweist sich diese Methode als äußerst effizient und ist damit ideal für Situationen, in denen eine schnelle Anpassung entscheidend ist.

Roboter mit Benutzer-Feedback unterrichten

Das MIT hat in Zusammenarbeit mit Partnern den Lernprozess von Robotern vereinfacht.

Wenn ein Roboter versagt, generiert das System kontrafaktische Erklärungen, z. B. Vorschläge für alternative Aktionen, die zum Erfolg hätten führen können.

Anschließend geben die Benutzer Rückmeldung über die Gründe für das Versagen des Roboters, woraufhin das System dieses Feedback zur Verbesserung der Leistung des Roboters nutzt.

Dieser Ansatz reduziert den Zeit- und Arbeitsaufwand für das Anlernen von Robotern an neue Aufgaben erheblich und eignet sich daher ideal für universelle Roboter, die älteren Menschen oder Menschen mit körperlichen Einschränkungen helfen.

Anwendungsfälle für verkörperte KI

Verkörperte KI hat ihre Wirksamkeit in einer Vielzahl von realen Szenarien bewiesen.

Einige der wichtigsten praktischen Anwendungen sind:

Autonome Fahrzeuge

Selbstfahrende Autos und Drohnen nutzen verkörperte KI zur Erkennung und sicheren Navigation in ihrer Umgebung.

Diese Technologie trägt wesentlich dazu bei, den Verkehr effizienter zu gestalten und Unfälle zu vermeiden.

Fertigung und Montage

Mit künstlicher Intelligenz ausgestattete Roboter verbessern Fertigungsprozesse, indem sie sich wiederholende und komplizierte Aufgaben automatisieren.

Dies führt zu einer höheren Produktionseffizienz.

Gesundheitswesen

Künstliche Intelligenz (KI) ist von entscheidender Bedeutung für die Unterstützung von medizinischem Fachpersonal in verschiedenen Bereichen wie Chirurgie, Rehabilitation, Patientenpflege und Begleitung.

Suche und Rettung

Drohnen und Roboter, die mit verkörperter KI ausgestattet sind, navigieren in Katastrophengebieten, um Überlebende zu finden und die Sicherheit der Umgebung zu bewerten.

Diese Technologie ist in Notfällen von unschätzbarem Wert.

Erforschung des Weltraums

Verkörperte KI spielt bei Weltraummissionen zur Erforschung des Planeten und zur Wartung von Raumfahrzeugen eine entscheidende Rolle.

Sie ermöglicht autonome Entscheidungen in entlegenen und schwierigen Umgebungen.

Exoskelette

Motorisierte Exoskelette, die Menschen mit Mobilitätseinschränkungen helfen oder die körperlichen Fähigkeiten von Industriearbeitern verbessern, sind für eine optimale Funktion auf verkörperte KI angewiesen.

Herausforderungen beim Einsatz verkörperter KI in der Praxis

Das Potenzial der verkörperten KI ist zwar enorm, aber es gibt auch Herausforderungen.

Hier sind einige der Hürden, an deren Überwindung Forscher und Entwickler arbeiten:

Sensorischer Realismus

Die Entwicklung von KI, die wie ein Mensch fühlt, mit Tiefenwahrnehmung und taktilem Feedback, bleibt trotz der Fortschritte bei Kameras und Mikrofonen eine komplexe Aufgabe.

Realitätsnahe Navigation

Die Anpassung an sich ständig verändernde Umgebungen, einschließlich der Wetterbedingungen und Hindernisse, stellt eine große Herausforderung für verkörperte KI dar.

Sicherheit und Ethik

Für eine breite Akzeptanz ist es von entscheidender Bedeutung, dass verkörperte KI-Systeme sicher und ethisch vertretbar arbeiten, die Privatsphäre respektieren und Schaden vermeiden.

Komplexität vs. Skalierbarkeit

Der Ausgleich zwischen der Komplexität der Aufgaben und der Skalierbarkeit und Kosteneffizienz stellt eine ständige Herausforderung dar.

Energieeffizienz

Ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Energieverbrauch ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere für autonome Fahrzeuge und Drohnen.

Fazit

Verkörperte KI stellt einen entscheidenden Wandel in der künstlichen Intelligenz dar und überwindet die Grenzen der herkömmlichen digitalen KI.

Durch die Integration von physischen Körpern und sensorischen Fähigkeiten in KI-Systeme werden Interaktionen und Anwendungen in der realen Welt in verschiedenen Sektoren möglich.

Jüngste Entwicklungen von Organisationen wie OpenAI, Amazon, Meta und MIT unterstreichen das transformative Potenzial der verkörperten KI in den Bereichen Robotik, autonome Systeme, Gesundheitswesen, Weltraumforschung und anderen.

Diese Innovationen läuten eine neue Ära ein, in der KI nahtlos die Kluft zwischen der digitalen und der physischen Welt überbrückt und erweiterte Fähigkeiten und Vielseitigkeit bietet.

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Dr. Tehseen Zia

Dr. Tehseen Zia hat einen Doktortitel und mehr als 10 Jahre Forschungserfahrung auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz (KI) nach seiner Promotion. Er ist Assistenzprofessor und leitet die KI-Forschung an der Comsats University Islamabad und ist Mitbegründer des National Center of Artificial Intelligence Pakistan. In der Vergangenheit hat er als Forschungsberater für das von der Europäischen Union finanzierte KI-Projekt Dream4cars gearbeitet.