KI für die Cloud – DFKI und Google erweitern Partnerschaft

Das DFKI ist in der Verwendung der Fördermittel frei und wird die Forschung in den vier geförderten Projekten eigenständig vorantreiben. Die Ergebnisse sollen in Form von wissenschaftlichen Arbeiten veröffentlicht werden. Expert:innen von Google Cloud helfen dabei, umfangreiche Rechenarbeiten im maschinellen Lernen (ML) und die Speicherung von großen Datenmengen in der Cloud durchzuführen. Im Zuge dessen kann das DFKI Kompetenzen im Bereich Cloud Computing erweitern.

„In diesem Projekt wollen wir das Problem des Kaltstarts bei Anwendungen des maschinellen Lernens für private Datensätze angehen“, so Sebastian Palacio, Projektleiter und Forscher im Bereich Smarte Daten & Wissensdienste am DFKI in Kaiserslautern. Dieses Problem tritt auf, wenn nicht genügend gelabelte Daten für das Training von ML-Modellen zur Verfügung stehen, was die Entwicklung effektiver Lösungen behindert. Traditionell wurde zur Lösung dieses Problems die manuelle Anpassung von Modellen aus dem öffentlichen Bereich an einen privaten Datensatz vorgenommen. Ein solcher Trial-and-Error-Ansatz ist jedoch zeitaufwändig und oft ineffektiv.

Große Sprachmodelle sollen mit den neuesten Methoden der künstlichen Intelligenz in die Webseiten des DFKI integriert werden. Damit können nicht nur einfache Fragen gestellt werden (“Wer ist CEO”?), sondern auch Dinge erfragt werden, die sonst kaum ersichtlich oder nur sehr schwer kombinierbar sind. „Ziel des Projekts ist es zu erforschen, inwieweit es möglich ist, Webseiten so zu erschließen, dass es möglich ist, komplexe Fragen über diese Webseiten zu stellen“, sagt Sven Schmeier vom Bereich Speech and Language Technology am DFKI.

Eine große Herausforderung bei der Nutzung von künstlicher Intelligenz ist die ausreichende Verfügbarkeit von gekennzeichneten Daten. Die Annotation von Daten ist ein essentieller, aber auch zeitaufwändiger und kostspieliger Prozess. Ein besonders effektiver Ansatz ist das sogenannte ‘Aktive Lernen’ durch Maschinen. Aktives Lernen verbessert Modelle des maschinellen Lernens durch die strategische Auswahl der informativsten Datenpunkte für die Kennzeichnung, was zu einem schnelleren und effizienteren Lernen führt, da weniger manuell gekennzeichnete Daten erforderlich sind. Daniel Sonntag und sein Team von Forschenden am DFKI in Niedersachsen haben hierfür ein KI-System mit dem Namen “MedDeepCycAL” entwickelt, welches aktives Lernen in der medizinischen Bildgebung bereitstellt. Das bietet den Forschenden eine maschinelle Unterstützung bei der Klassifizierung und Segmentierung von medizinischen Bildern sowie eine freie Auswahl der Art der KI-Verarbeitung.

Für das Trainieren und Fine-Tuning von Sprachmodellen und anderen Deep-Learning-Modellen sind groß-skalige Berechnungen nötig, die maßgeblich auf spezialisierten Recheneinheiten, sogenannten Graphic Processing Units (GPUs) ausgeführt werden. Das DFKI hält entsprechende Computer-Cluster in seinen eigenen Rechenzentren vor, allerdings kann es passieren, dass der Bedarf das Angebot übersteigt, z.B. vor wissenschaftlichen Konferenzen. „Das Projekt soll die Erweiterung der bestehenden GPU Ressourcen in die Cloud ermöglichen, wenn ein entsprechender Bedarf besteht, der mit den vorhandenen Ressourcen nicht bedient werden kann”, erklärt Christian Schulze, Projektleiter und Forscher am DFKI in Kaiserslautern. Es handelt sich hierbei um einen Proof of Concept (POC), der die Grundlagen für Cloud Deployments on demand legen soll. Im Fokus steht hier insbesondere Infrastructure as Code.

Google ist seit 2015 Gesellschafter des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI). Das DFKI war das erste Forschungsunternehmen in Europa, an dem sich Google durch eine Kapitaleinlage und einen Sitz im Aufsichtsrat beteiligt hat. Die Zusammenarbeit zwischen Google und DFKI ist vielfältig. So vergibt das IT-Unternehmen regelmäßig Forschungs- und Entwicklungsaufträge an das DFKI. Forschern des DFKI wurde bereits mehrfach ein internationaler Forschungspreis von Google verliehen. Auch über Personaltransfers sind die Verbindungen seit vielen Jahren intensiv. Dr. Wieland Holfelder vertritt Google im Aufsichtsrat des DFKI.