Big Data und KI

Was ist Big Data und KI?

Weltweit wächst die Menge verfügbarer Daten ständig an. Wenn herkömmliche Methoden nicht mehr ausreichen, um diese großen und komplexen Datenmengen zu verarbeiten, spricht man auch von Big Data.

Künstliche Intelligenz kann helfen, diese Mengen an Daten gezielt und effizient auszuwerten. Künstliche Intelligenz (KI) bezeichnet Computerprogramme, die automatisiert Zusammenhänge erkennen, Entscheidungen treffen und dazulernen können. KI-Anwendungen müssen zunächst entwickelt und mit großen Datenmengen trainiert werden, um etwa selbstständig Sprachen zu übersetzen oder Veränderungen im Klima- oder Gesundheitsbereich vorherzusagen.

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Big Data und KI in der Corona Response

Big Data und künstliche Intelligenz werden bereits in großem Umfang eingesetzt, um im Kampf gegen COVID-19 zu helfen:

KI unterstützte Datenverarbeitung spielt eine herausragende Rolle bei der Überwachung von Infektionen, Todesfällen und Heilungsraten auf der ganzen Welt. Verschiedenen Institutionen ist es bereits gelungen, virologische Trends der Corona-Pandemie in verschiedenen Ländern und unter verschiedenen Bedingungen zu ermitteln. Auch in Entwicklungsländern werden Technologien zur Datenerfassung, Überwachung und Analyse benötigt, um den Verlauf des Virus zu verfolgen und die Reaktion und Maßnahmen zur Eindämmung des Virus anzupassen.
Künstliche Intelligenz wird eingesetzt, um Coronaviren durch die Analyse von Computertomographie-Scans aufzuspüren. Die Abteilung für bildgebende Verfahren in Gesundheitseinrichtungen ist mit der durch das Virus verursachten erhöhten Arbeitsbelastung überfordert. Diese Lösung verbessert die Geschwindigkeit der CT-Diagnose. Einige große Technologieunternehmen beanspruchen für sich, KI-gestützte Analysesysteme entwickelt zu haben, die in der Lage sind, Scans in Sekundenschnelle zu lesen und eine zu Diagnose des Virus mit 96 prozentiger Genauigkeit zu liefern. In Entwicklungsländern, in denen es keine spezialisierten Ärzte und Labors gibt, kann diese Technologie disruptiv wirken.
Intelligente Ortungs- und Mobilfunktechnologien werden von Regierungen auf der ganzen Welt eingesetzt, um Personenbewegungen zu verfolgen und eine weitere Ausbreitung des Virus zu verhindern. Die EU muss afrikanische Regierungen bei der Nutzung der großen Menge an verfügbaren Mobilfunkdaten unterstützen, wobei eine für Datenschutz sensible Nutzung von Mobilfunkdaten notwendig ist. Es existieren bereits technologische Lösungen, die es ermöglichen, die Bewegungen von Personengruppen zu verfolgen und gleichzeitig das Risiko von Datenmissbrauch einzukalkulieren.

Digital Umuganda

Digital Umuganda arbeitet in Partnerschaft mit Mozilla und der GIZ am Aufbau eines Kinyarwanda-Sprachdatensatzes. So werden viele Ruander Zugang zu Informationen und Dienstleistungen in ihrer Landessprache haben und damit können Zugangsbarrieren abgebaut werden.

Child Growth Monitor

Die App Child Growth Monitor bietet einen Wendepunkt in der Messung und Datenverarbeitung für unterernährte Kinder unter 5 Jahren. Es handelt sich um eine narrensichere Lösung, die auf einer mobilen Anwendung basiert, die die erweiterte Realität in Kombination mit künstlicher Intelligenz nutzt. Durch die Bestimmung von Gewicht und Größe durch einen 3D-Scan von Kindern kann die App Unterernährung sofort erkennen.

Nutzungspotenzial für unsere Kernthemen

Menschen, die ausschließlich Lokalsprachen sprechen, haben häufig keinen Zugang zu hochwertiger Bildung, z.B. an Universitäten. Ein Einsatzzweck für Künstliche Intelligenz in der Entwicklungsarbeit sind sprachgestützte Anwendungen. Zusammen mit der Mozilla Foundation kooperiert das BMZ im Bereich Spracherkennung und Sprachassistenten. Mit der Common-Voice-Plattform von Mozilla werden tausend Stunden Sprachaufnahmen in afrikanischen Sprachen gesammelt. So können Computersysteme mit KI lernen, afrikanische Sprachen zu erfassen und zu verstehen. Beispielsweise können Kleinbauern in Ruanda so auf eine Fülle von Informationen zugreifen. Dabei bietet KI nicht nur neue Möglichkeiten, um etwa Pflanzenkrankheiten automatisiert zu erkennen. Die Bauern bekommen durch interaktive Sprachassistenten auch Zugang zu telefonischen Beratungsdiensten in der lokalen Sprache. So können sie umgehend Gegenmaßnahmen ergreifen und die Ernteerträge steigern. Sprachgestützte Technologien ermöglichen Kommunikation in lokalen Sprachen. KI hilft so, digitale Dienste inklusiver zu gestalten, damit mehr Menschen von der digitalen Transformation profitieren.
Die App Child Growth Monitor der Deutschen Welthungerhilfe hilft dabei, die Mangelernährung von Kindern frühzeitig zu erkennen, sie gezielt zu versorgen und mit gleichem Mitteleinsatz mehr Bedürftigen helfen zu können. Die mobile App nutzt Kamera und Infrarotsensor von Smartphones und erstellt 3D-Scans der Kinder aus Millionen von millimetergenauen Messungen. Ernährungswissenschaftler und IT-Spezialisten werten die Daten mit Deep-Learning-Modellen aus den KI-Diensten von Azure aus und speisen sie wieder in die App ein. So lernt die Anwendung, ihre Datenmodelle und damit ihre Vorhersagen über den Gesundheits- und Ernährungszustand der Kinder kontinuierlich zu verbessern.

Welche Vorteile bieten Big Data und KI für die deutsche Entwicklungszusammenarbeit?

KI und Big Data können also die Informationsgrundlage verbessern, um datenbasierte Entscheidungen treffen zu können. Häufig werden in Projekten der Entwicklungszusammenarbeit bereits bestimmte Datentypen verwendet. Dies betrifft zum Beispiel Fernerkundungsdaten von Satelliten oder Drohnen, Sprachdaten aus Smartphone-Anwendungen, Mobilfunkdaten, Umweltdaten aller Art oder große Textmengen. Hierbei kann zwischen zwei Einsatzbereichen unterschieden werden. KI und Big Data können sowohl bei dem Projektmonitoring, als auch in der unmittelbaren Projektumsetzung zum Einsatz kommen.

Die Analyse von Big Data kann zum Beispiel zum besseren Wirkungsmonitoring eingesetzt werden. Waldschutz-Projekte können etwa von der Auswertung von Satellitendaten profitieren. Diese zeigt nicht nur, ob die ergriffenen Maßnahmen zu einem Rückgang von Abholzung geführt haben. Die Analyse kann auch zeigen, wann und wo es zu dem Rückgang kam. Dies lässt zusätzliche Rückschlüsse über die lokale Wirkung zu und hilft, die Maßnahmen in Zukunft noch besser und gezielter zu gestalten.

Darüber hinaus können KI-Anwendungen in der Projektumsetzung eingebunden werden. Künstliche Intelligenz ermöglicht zum Beispiel automatisch Pflanzenkrankheiten zu erkennen. Dabei reicht ein Foto der Pflanze mit dem Smartphone aus. Die KI-gestützte Analyse zeigt dann nicht nur die Krankheit, sondern auch entsprechende Gegenmaßnahmen an.

Künstliche Intelligenz bietet also große Chancen für die deutsche Entwicklungszusammenarbeit. KI-basierte Anwendungen sind schnell und kostengünstig auf viele Nutzer und Nutzerinnen ausweitbar. Die schnelle Verarbeitung großer Datenmengen kann bislang unerkannte Zusammenhänge erkennen und diese den Verantwortlichen in Form von Entscheidungshilfen zugänglich machen.

KI-Anwendungen werden mit bestehenden Datensätzen trainiert. Daher kann ihr Einsatz dazu führen, dass in den Daten enthaltene Ungleichheiten und Diskriminierungen verstärkt werden. Der Schutz der Daten sowie der entsprechende Kapazitätsaufbau vor Ort sollten also stets mitgedacht werden.