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Wenn Computer Science unter die Haut geht

Wenn Computer Science unter die Haut geht
Mit grossem Interesse verfolgt die Hochschule Luzern – Informatik die neuesten Entwicklungen im Bereich Künstliche Intelligenz. Und setzt diese im Bachelor in Artificial Intelligence & Machine Learning gleich um – das kann schon mal unter die Haut gehen. (Bild: Franca Pedrazzetti)

Wie bringen wir die Künstliche Intelligenz weiter? Wie bringt sie uns weiter? Und welche Rolle spielt eine Tattoo-Entfernungs-KI in der Ausbildung? Donnacha Daly, Studiengangleiter des Bachelors in Artificial Intelligence & Machine Learning, erklärt was es damit auf sich hat.

Noch nicht lange her, im April 2021, twitterte ein Forscher von Google Brain in Tokio, dass Tätowierungen mittels KI aus Fotos entfernt werden können. Photoshop lässt grüssen, denkst du jetzt vielleicht. Aber: Das Ziel von Künstlicher Intelligenz (KI) ist es, Dinge schneller, günstiger und besser zu machen, als Menschen es können.


Wie unterschiedlich Menschen mit und ohne Tattoos wirken, zeigt dieses KI-Programm.

Die KI-Technologie hinter Tattoo-Entfernung sind sogenannte generative Adversarial Networks. Diese Technologie wurde kurzerhand in das Modul Computer Vision im Studiengang Artificial Intelligence & Machine Learning aufgenommen. Die Resultate aus den Experimenten mit dem KI-Tattoo-Entfernungsprogramm können sich sehen lassen.

Mitarbeiterin Sandra Zimmermann ist im selben Bild einmal tätowiert und einmal frei von jeglichen Tattoos.

Studiengangleiter Donnacha Daly: «Wir vermitteln unseren Studierenden natürlich mehr als nur das Herunterladen von Open-Source-Werkzeugen wie diesem Tattoo-Programm. Wir zeigen ihnen, wie solche Tools funktionieren und wie sie ihre eigenen Tools und Programme von Grund auf programmieren können.»

Und so funktioniert die Tattoo-Entfernungs-KI

Der Entwickler nahm Tausende von Fotos von Menschen ohne Tätowierungen und fügte mithilfe eines Überlagerungsalgorithmus Tätowierungen hinzu. Dann fütterte er diese Informationen mit einer Art künstlichem neuronalem Netzwerk (nach dem Vorbild unseres Gehirns), das lernt, wie ein Foto mit und ohne Tattoos aussieht. Nach vielen (sehr vielen) Trainingseinheiten kann man das Modell dann auf neue Bilder anwenden, die das KI-Programm noch nicht gesehen hat, und es wird die Tätowierungen entfernen.

Ansatz lässt sich auf verschiedene Probleme übertragen

Doch was bringt eine Tattoo-Entfernungs-KI? Daly erklärt: «Später könnte man ähnliche Technologien nutzen, um zum Beispiel Patientinnen und Patienten aus der plastischen Chirurgie das Ergebnis von Operationen zu zeigen. Oder um den Prozess umzukehren und den Leuten zu zeigen, wie sie mit neuen Tattoos aussehen würden, bevor sie sie bekommen.»

Weil sich wiederholende Aufgaben wegfallen, bleibt mehr Zeit und Raum für kreative Tätigkeiten.

Schlussendlich ermöglicht Künstliche Intelligenz die Automatisierung von etlichen sich wiederholenden und genau definierten Aufgaben. «Dies schafft mehr Zeit für qualifizierte Arbeit oder andere kreative Tätigkeiten.»

Das gilt nicht nur für Aspekte des Maschinellen Sehens, wie im Beispiel des Tattoo-Programms. Oder beim Erkennen von Hautkrankheiten – woran Forschende der Hochschule Luzern derzeit arbeiten.

Kein Hype, sondern Zukunft

«Das Thema Künstliche Intelligenz beschäftigt die Menschheit zwar schon seit Jahrzehnten. Doch erst in den letzten Jahren gab es einen explosionsartigen Anstieg an Anwendungen, bei denen die Technologie besser abschneidet als der Mensch», so Daly.

Es ist ein goldenes Zeitalter für KI-Absolventinnen und Absolventen

Gemeint sind kognitive Aufgaben wie Übersetzungen, Autofahren, Diagnostik und Empfehlungen. Heute befinden wir uns am Wendepunkt, an dem KI allgegenwärtig wird. Klar ist: KI ist eine Schlüsseltechnologie der Zukunft, und wer sich damit beschäftigt, kann diese mitgestalten.

Ganzheitliches KI-Studium

«Computer Vision» beziehungsweise Maschinelles Sehen ist nur eines der Module in der Bachelor-Ausbildung. «Die Studierenden beschäftigen sich auch intensiv mit Maschinellem Lernen und Datenwissenschaft, denn dort hat sich Künstliche Intelligenz besonders entwickelt. Und sie erarbeiten in praktischen Projekten Lösungen für konkrete Probleme, denn dort passieren die wirklich spannenden Dinge.»

KI betrifft alle Bereiche der Gesellschaft und der Wirtschaft, weshalb wir auch interdisziplinäre Fächer wie Betriebswirtschaft, Ethik oder Philosophie lehren.

Da es sich um einen technischen Fachbereich handelt, braucht es Grundlagen in Mathematik und Informatik. «Aber KI ist nicht nur eine technische Disziplin. Sie betrifft alle Bereiche der Gesellschaft und der Wirtschaft, weshalb wir auch interdisziplinäre Fächer wie Betriebswirtschaft, Ethik oder Philosophie lehren», sagt der Studiengangleiter.

KI: Hohes Wachstum

Im Moment besteht eine grosse Nachfrage nach KI-Kenntnissen, sagt Daly: «Es wird ein goldenes Zeitalter für KI sein, wenn die ersten Absolventinnen und Absolventen in die Arbeitswelt eintreten.»

Langjähriger KI-Experte: Donnacha Daly ist Studiengangleiter des Bachelor-Studiums Artficial Intelligence & Machine Learning und Mitglied des Algorithmic Business (ABIZ) Research Team. Er ist seit 20 Jahren in verschiedenen Bereichen des maschinellen Lernens und der Signalverarbeitung tätig.

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Bachelor in Artificial Intelligence & Machine Learning

Artificial Intelligence, zu Deutsch Künstliche Intelligenz, ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sprachsteuerung, virtuelle Assistenten, digitale Bilderkennung – die Liste ist lang.

Als erste Schweizer Fachhochschule lancierte die Hochschule Luzern 2020 den Bachelor in Künstlicher Intelligenz und Maschinellem Lernen.
Das Studium verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz: Die Mehrheit der Studierenden hat zwar einen technischen Hintergrund, aber auch Ärztinnen, Anwälte, Physiotherapeutinnen oder Geschäftsführer entschliessen sich für das neue Studium, weil sie die zukunftsweisende Bedeutung von KI erkennen.

Perspektiven: Die meisten Studierenden werden im Anschluss ans Studium als technische Fachleute wie zum Beispiel Datenwissenschaftler, KI-Produktentwicklerinnen oder als Softwareentwickler arbeiten. Aber auch in der Geschäftswelt können die Studienabgängerinnen und -abgänger ihre KI-Kenntnisse einbringen, sei es als Beraterinnen, Programmmanager oder als Unternehmerinnen.

Federführend im Bereich Künstliche Intelligenz

Seit 2016 hat das Departement ein eigenes Forschungs- und Entwicklungslabor das direkt mit Schweizer und internationalen Partnerfirmen zusammenarbeitet.
Im Jahr 2018 startete das Departement eine Weiterbildung in Künstlicher Intelligenz für Profis, die ihre Kenntnisse erweitern möchten.
2020 lancierte das Departement den schweizweit ersten Bachelor-Studiengang im Bereich Artificial Intelligence & Machine Learning.

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Publiziert: 20. Oktober 2020

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