Aus dem Unterricht des CAS Digital Disruptive Technologies berichtet Phil Reif.

Eines der 12 weltweiten Forschungszentren des IT Giganten IBM (370’000 Mitarbeiter, davon 3’000 in Research & Development tätig)  wurde 1956 in Zürich erbaut. Ein sehr diverses Team – dort arbeiten neben IT Fachkräften auch Biologen, Mediziner oder Psychologen – forscht neben anderen Themen an der Nanotechnologie oder dem “Cognitive Computing”. Diese Forschungsarbeit wurde bereits mit 2 Nobelpreisen in den Bereichen Supraleitfähigkeit und Rastertunnel  Mikroskop  belohnt .

Das IBM Lab Rüschlikon sucht interessante Profile, sogenannte T-Shaped Innovatoren. Dies sind Mitarbeiter die mind. 2 Disziplinen vertiefte Kenntnisse haben aber zudem über ein breites Allgemeinwissen und sehr gute Kommunikaitonsskills verfügen

Cognitive Computing

2011 gelang der IBM mit dem Gewinn der Quizshow Jeopardy mit ihren Super Rechner WATSON ein medialer Grosserfolg. Die Wenigsten wissen, dass der erste Versuch in die Hose ging und der TV Sender das Team von IBM wieder nach Hause geschickt hat. In der Show wird die passende Frage zu einer Antwort gefragt. WATSON wurde mit 3 Millionen WIKI-Pages, alten Sendungen und weiterem Wissen trainiert um dann – offline – die beiden besten Jeopardy  Spieler klar besiegt in dieser Show.  Die Kunst des kognitiven Computing – einer Art künstlicher Intelligenz –  liegt in der Kontext Erkennung eines Worts. Wenn ich z.B. “Golf” ausspreche, ist im Vergleich zu einer Schlagwortsuche, erst der Kontext relevant dafür, ob ich ein Auto, eine Sportart oder eine Flussmündung meine. Genau so arbeitet WATSON:

  • er versteht die Frage (in diesem Fall das Wort “Golf” und seinen Kontext)
  • er sucht möglichen Antworten und Ergebnisse
  • er analysiert die Ergebnisse und berechnet die Wahrscheinlichkeit der Richtigkeit seiner Antwort
  • er liefert die Antwort inkl. der Wahrscheinlichkeit und Quelle

Im Jeopardy Quiz war der Schwellwert für Watson bei 50% um eine Antwort zu platzieren und Geld einzusetzten, die Lieferzeit der Antwort war 3 Sekunden. Obwohl WATSON diesen Wettbewerb gewonnen hat, lieferte er auch zu Letzt falsche Antworten. Die Transparenz über den Entscheidungsprozess ist auch heute nicht immer transparent. Der Computer, der damals die Grösse eine Zimmers hatte (heute ist er in der Cloud),  hat in diesem Fall irgendetwas komplett falsch interpretiert und sogar eine Antwort ausserhalb des vordefinierten Rahmen der Frage ergeben. Er signalisierte seine Unsicherheit, wettete aber trotzdem einen kleinen Betrag.

Mit der Zunahme von unstrukturierten Daten (Sprache, Bilder, Texte, etc.) – IBM rechnet mit rund 80% “Dark Data” bis 2020 – wird die Fähigkeit, solche Daten zu lesen und zu analysieren immer wichtiger. Die Kosten einer nicht analysierbaren Zukunft scheinen IBM zu hoch und motiviert sie, in diesem Bereich zu forschen  und ihr Produkt zu verkaufen

Hier ein Auszug einiger Anwendungsbeispiele, teilweise in Produktion, teilweise als Prototyp:

  • Gesundheitswesen: WATSON erkennt verschiedene Krebsarten anhand von EMR Bilder, indexiert diese mit Metadaten wie Beschaffenheit, Struktur, Grösse, Dichte, etc. und macht einen Vorschlag für die nächsten Schritte und / oder die Therapie
  • Company Analyser: Watson strukturiert anhand von verschiedenen Daten Firmenstrukturen und vergleicht diese auf Anforderungen
  • Chef Watson : Anhand meiner Zutaten und Präferenzen erstellt Watson Rezepte auf Basis von Neuartigkeit, Biochemie und Hedonische Psychophysik (z.B. afrikanisches Blauschimmel Tiramisu, Zwiebel-Schokolade-Käse Muffin)
  • Spracherkennung: Erkennung von Sprache (WATSON ist mehrsprachig und spricht auch arabisch oder japanisch) und Emotionalität des Sprechenden (Sentiment Analyse). Diese Kompetenz wird z. B. In den beiden Robotern Pepper (als nicht humanoides Familienmitglied) oder Nao (arbeitet als Concierge im Hilton Hotel in Virginia)
  • HR Recruiting: WATSON führt ein Vorstellungsgespräch mit einem Kandidaten oder analysiert die CV von Bewerbern um gefragte Skills zu finden

Einige dieser Fähigkeiten kann jeder selber ausprobieren: unter dieser Adresse https://visual-recognition-demo.mybluemix.net kann die Fähigkeit von Watson in Sachen Bilderkennung gratis und in einem kleinen Umfang getestet werden.

Die Kernfrage aus Sicht Leadership ist, wann und in welcher Situation eine Technologie wie WATSON zum Einsatz gebracht werden soll. Fähigkeiten wie

  • Generalisieren
  • Empathie
  • Kritisch Hinterfragen
  • Ein offene Kultur schaffen
  • Ziele und Visionen erarbeite
  • Neugier
  • Kreativität

Wird WATSON nicht übernehmen können und das ist auch gut so. Mehr ist diese Technology als Ergänzung gedacht, um die Entscheide von Menschen zu beschleunigen und qualitativ zu verbessern. Der Ansatz von WATSON ist nicht die menschliche Intelligenz nachzubauen, sie versuchen uns in  spezifische Fragestellungen zu unterstützen. Gemäss Fr. Dr. Karin Vey, IBM Executive Innovation Consultant,  ist bis 2050 auch kein System in Entwicklung, dass sich selber weiterentwickeln kann. Hierfür bedarf es einer neuen Rechner Technologie – darum forscht die IBM ja auch im Keller an der Nanotechnologie….

Auch in der Roboter Szene löst WATSON einiges an Irritation aus, so gesehen in einer Roboter Therapie Sitzung.

Ein Besuch im Lab

2011 baute IBM zusammen mit der ETH Zürich ein modernes Lab und investierte rund CHF 90 Mio. in die Nanotechnologie. Wir können die Reinräume (da. 950m2) von aussen betrachten und einen “Noise-free”-Raum aus nächster Nähe inspizieren. In diesem speziellen Räumen sind die Umwelt Einflüsse (Partikel in der Luft, Bewegung, Lärm, Magnetfelder, etc.) auf ein absolutes Minimum reduziert, um bei Versuchen keinen oder möglichst wenig Einfluss auf das Ergebnis zu nehmen. Diese Räume werden fast rund um Uhr betrieben, die Nutzer benötigen eigene Instruktionen und Training, um die Räume benutzen zu dürfen.

Geforscht wird vor allem an den Materialen Silizium, Germanium oder Grafin, Hier wird auf einer Trägerplatte (Hafer) der Versuch mit verschiedenen Verfahren (Lithograhy, Wet processing, siehe Bild) erstellen, z.B. die Abtastung eines Moleküls um seine Reinheit zu bestimmen. “Peter the Scientist” erzählte uns von seiner täglichen Arbeit in der Grundlagenforschung an einer neuen Form von Elektrizität im Labor:

  • einer zweijährigen Dauer,  um sich mit seinem Kollegen aus der Chemie auf eine Messmethodik zu einigen
  • dem Zerfall von Molekülen bei Abweichungen vom Idealzustand (5 Grad Kelvin schafft man nicht überall)
  • einer 7 jährigem Projektdauer mit vielen wunderschönen Entdeckungsreisen, die auf Umwegen zum Ziel geführt haben und wie er sich in dieser Zeit zwischendurch motivieren musste “out of the zone”
  • einem zufälligen Treffen mit einen Berufskollegen, der genau sein Experiment in der Theorie erforscht und seine Arbeit  aus der experimentellen Physik perfekt ergänzt

Bilder aus dem IBM Forschungszentrum

ibm_rechner_zuckerwuerfel

IBM forscht an einem Supercomputer mit der Grösse eines Zuckerwürfels

ibm_kleiner_serverIm 2016 ist IBM bei dieser “Grösse” angelangt – auf dem Deckel ein Kugelschreiber zum Vergleich

ibm_cleanroom

Bauweise, Einrichtung und Anforderungen an den “Cleanroom” im Keller