KI-Standardisierung

Individualisierung steht hoch im Kurs – so sollen Produkte künftig mehr und mehr auf Nutzerinnen und Nutzer zugeschnitten werden. Doch gibt es zu jeder Entwicklung auch einen Gegenpart, und das seit geraumer Zeit: Die Standardisierung. Sie ebnete den Weg zur Fließbandarbeit und damit in die Massenproduktion, wichtig war dies insbesondere bei komplexen und aufwändig zu fertigenden Produkten. Schließlich ist Standardisierung nichts anderes als die Vereinheitlichung von Bauteilen, Fertigungsverfahren, Maßeinheiten, Dienstleistungen und Co. Das Ziel: Kosten und Produktionszeit sollen gesenkt, Qualität und Sicherheit gesteigert werden. Auch ermöglicht die Standardisierung eine einfachere Nutzung – etwa beim Fernsehen. Konnten Fernseher ursprünglich nur Filme einer bestimmten Fernsehnorm wiedergeben, vereinheitlichte das deutsche Systeme PAL die Fernsehnorm im Jahr 1963. Für den Gesundheitsschutz von Verbrauchern spielt die Standardisierung und Regulierung ebenfalls eine große Rolle, beispielsweise in Form von Standards für Lebens- oder Nahrungsergänzungsmittel und Trinkwasser. So gibt beispielsweise die Trinkwasserverordnung standardisierte und regulierte Grenzwerte und Prüfprozesse vor.

Fraunhofer IKS: Standardisierung trifft Künstliche Intelligenz

Das Fraunhofer IKS hat bei der KI-Standardisierung vor allem die Sicherheit im Blick: So liegt der Dreh- und Angelpunkt der Forschungen in diesem Bereich darin, eine bestimmte Funktionalität sicher bereitzustellen, insbesondere im Hinblick auf Künstliche Intelligenz. Wie lässt sich der Einsatz Künstlicher Intelligenz so optimieren, dass die von der Software getroffenen Entscheidungen sicher sind? Und wo ist eine KI-Regulierung notwendig?

Auf der Normungsroadmap Künstlicher Intelligenz ist dies vor allem bei Künstlicher Intelligenz im Fahrzeug relevant – wie es beim Autonomen Fahren der Fall ist. Dabei übernimmt die Software den Job des menschlichen Fahrers bzw. der Fahrerin. Doch: Arbeiten die KI-Systeme im Fahrzeug nicht zuverlässig, kann das fatale Auswirkungen haben, die im schlimmsten Fall Menschen das Leben kosten. Klare und einheitliche Vorgaben für KI-Systeme sind daher elementar, wenn es um den Einsatz in Fahrzeugen geht. Zwar gibt es bereits Vorschläge für KI-Standardisierung für die Software im Auto. Ein KI-Standard, der explizit den Einsatz und die Regulation von Künstlicher Intelligenz im Kontext Sicherheit in den Fokus nimmt, fehlt jedoch bislang.

Künstliche Intelligenz: Heute und zukünftig elementar beim Autonomen Fahren

Autos unterstützen die Fahrerinnen und Fahrer in zunehmendem Maße, etwa durch Abstandswarner oder autonomes Einparken. Sie müssen dafür ihr Umfeld erkennen, Signale verarbeiten und die erhaltenen Informationen automatisch mit Straßenverkehrsregeln und möglichen Gefahren abgleichen. Bestimmte Funktionen für das unterstützte und in besonderem Maße für das Autonome Fahren lassen sich nur mithilfe von Künstlicher Intelligenz umsetzen. Schließlich soll die KI in Zukunft im Gegensatz zu programmierter Software flexibel auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren, wie sie im Straßenverkehr nahezu an der Tagesordnung sind: Ein Kind läuft auf die Straße, ein Autofahrer missachtet die Vorfahrt, ein plötzlicher Stau entsteht. Sollen die Fahrzeuge künftig gänzlich auf einen menschlichen Fahrer verzichten können, wird dies umso wichtiger – und sicherheitsrelevanter. Die Forschenden des Fraunhofer IKS arbeiten daran, die KI-Systeme so sicher und verlässlich wie möglich zu entwickeln.

Unter der Federführung des Fraunhofer IKS entwickelt eine internationale Arbeitsgruppe Normen und Standards, die sich mit Künstlicher Intelligenz aus Safety-Perspektive beschäftigen: Die Norm ISO/PAS 8800. Sie soll die Entwicklung, Prüfung und gegebenenfalls Regulation von zukünftigen KI-Systemen, die im Fahrzeug eingesetzt werden, standardisieren. Dabei wird sie nicht nur Vorgaben für neuronale Netze liefern, sondern auch für andere, leichter nachvollziehbare KI-Ansätze, die für Safety-Funktionen vielfach besser geeignet sind. Vorteile bringt die neuen Normen und Standards in der KI nicht nur beim Autonomen Fahren, sondern auch in anderen Einsatzbereichen der Künstlichen Intelligenz, sofern Sicherheitsaspekte betroffen sind – zum Beispiel bei der oberflächenabhängigen Fahrwerksabstimmung.

Was leistet der neue Standard ISO/PAS 8800?

Der derzeit erarbeitete Standard ISO/PAS 8800 wird eine Richtschnur für die Entwicklung von KI-Software vorgeben. Dafür adressiert er zunächst grundlegende Fragen der Standardisierung und Regulierung von KI. Wie und mit welcher Genauigkeit muss eine Funktion der Künstlichen Intelligenz funktionieren, damit kein Unfall geschieht? Von dieser Systemebene entwickelt das Forscherteam des Fraunhofer IKS Maßnahmen in der Funktionsentwicklung, die den Aufbau der KI-Funktion vorgeben oder die Auswahl der richtigen Trainingsdaten betreffen.

Funktionen der Künstlichen Intelligenz werden auch beim besten Standard niemals perfekt sein – schließlich wird ein KI-System im Gegensatz zu klassischer Software nicht programmiert, sondern anhand von Daten trainiert. Eine äußerst schwierige Situation für Safety-Ingenieurinnen und -Ingenieure. Die Forschenden des Fraunhofer IKS definieren im neuen KI-Standard daher Maßnahmen, um diese Restfehler zu kompensieren und die KI-Funktion zu überwachen. Neben dem Entwicklungsprozess legen sie auch Maßnahmen fest, um die entsprechende Software zu überprüfen. Auf diese Weise legen sie die Basis für die Nutzung von Künstlicher Intelligenz im Fahrzeug, die in Zukunft sicherlich noch weiter zunehmen wird.

Projekt ISO/PAS 8800

Für das Fraunhofer IKS stellt ISO/PAS 8800 ein besonderes Projekt dar: Mit Prof. Dr. Simon Burton ist erstmals ein Vertreter des Instituts federführend tätig. Innerhalb der Projektlaufzeit von zwei Jahren soll ein beschlussfähiger Entwurf erstellt werden, der mit anderen, inhaltlich ähnlichen Standards und Gremien synchronisiert werden soll. Das Ergebnis wird eine Norm und Standardisierung der KI sein, die für hohe Sicherheitsstandards beim Einsatz von Künstlicher Intelligenz in Fahrzeugen sorgt. So soll die Künstliche Intelligenz der Zukunft für alle sicherer werden.