Einstieg in das Thema Künstliche Intelligenz

Wieso schreiben wir eine Serie zum Thema Künstliche Intelligenz (KI)

Das Thema künstliche Intelligenz (KI) wird die Arbeitswelt stark verändern. Auch das Testen wird davon beeinflusst sein, weshalb sich nun unbedingt mit dem Thema beschäftigt werden muss. Mit diesem Artikel soll für alle, die sich noch nicht mit dem Thema künstliche Intelligenz auseinandergesetzt haben, ein Einstieg in das Thema gegeben werden. Darauf aufbauend möchten wir in den darauf folgenden Artikeln tiefer in das Thema einsteigen, weitere Begriffe klären und immer einen Bezug zur Testautomatisierung herstellen.

Künstliche Intelligenz wird im Moment viel diskutiert. Allerdings wissen viele noch nicht, was sie sich unter diesem Begriff konkret vorstellten können. Dazu geben wir zunächst einem Gesamtüberblick über das Thema KI. Nach der Vorstellung von aktuellsten Entwicklungen (State of the Art), folgt eine Definition, welche Formen von KI existieren und welche wir uns genauer anschauen werden. In dem darauf folgenden Artikel werden wir dann einsteigen, in dem wir grundlegende Begriffe der KI erläutern. Die Begriffe Agent, Lernen und Neuronale Netzwerke werden in den Kontext eingebunden. Dabei betrachten wir auch erste Möglichkeiten, Testautomatisierung und KI miteinander zu verbinden.

Was ist künstliche Intelligenz (KI)?

Der Begriff künstliche Intelligenz lässt sich nur sehr schwer konkretisieren. Dies liegt unter anderem daran, dass sich der Begriff der Intelligenz bei Mensch und Tier ebenfalls nur schwer beschreiben lässt. Auf Wikipedia wird KI wie folgt definiert: Künstliche Intelligenz befasst sich mit “Automatisierung intelligenten Verhaltens und Maschinellen Lernen” ([5]). Wir wollen also die Automatisierung des Computers nutzen, sowie diesem ein schlaues Verhalten beibringen. Dazu gehört noch das Maschinelle Lernen, dass sich mit dem Generieren von Wissen aus Daten beschäftigt .

KI wird schon in verschiedenen Bereichen des täglichen Lebens genutzt. Angefangen von Schachcomputern, die schon lange auf dem Markt sind, werden auch schon im Internet verschiedene Formen von KI für Nutzer bereitgestellt. Dazu gehören unter anderem Suchanfragen in bekannten Suchmaschinen oder Produktvorschläge beim Einkauf im Internet. Auch fahren schon seit einiger Zeit autonome Autos testweise auf den Straßen. Eine weit fortgeschrittene Form der KI sehen wir in beliebten Science-Fiction Filmen wie Star Wars, in denen Roboter wie C3PO mit Menschen ohne Probleme interagieren können. Diese künstlichen Intelligenzen bezeichnen wir als intelligente Systeme.

State of the Art

Die neusten Entwicklungen auf dem Gebiet zeigen uns, dass das Thema brandaktuell ist und hier noch kein Ende in Sicht ist.

• IBM Watson spielt Jeopardy [1]: Der Computer Watson von IBM schlägt 2011 die besten menschlichen Spieler der Welt. Das Spiel, bei dem es darum geht, die richtige Frage auf eine gegebene Antwort zu finden, benötigt viele verschiedene Ebenen von Intelligenz. Angefangen mit Sprachverständnis, muss zuerst der Inhalt verstanden werden. Danach kann dies mit dem internen Wissen abgeglichen werden, um das Thema zu verstehen. Als letztes muss die unbekannte Frage formuliert werden, auf welche die gegebene Antwort passt.
• Alpha Go und Alpha Zero spielen Go [2]: Das Spiel Go ist ein Brettspiel, bei dem abwechselnd Steine auf ein Spielfeld gesetzt werden. Es ist deutlich komplexer als Schach, da es viel mehr Möglichkeiten gibt, Spielzüge durchzuführen. Das Spiel galt lange als zu schwer für Computer, bis 2015 der erste professionelle Go-Spieler durch das Programm Alpha Go geschlagen wurde. Dieses Programm wurde bis 2017 mehrfach verbessert, bis die neue Version Alpha Zero innerhalb von nur wenigen Trainingstagen alle vorherigen Versionen schlagen konnte.
• OpenAI Five spielt Dota 2 [3]: Dota 2 ist ein Echtzeit-Strategiespiel, bei dem ein Spieler mit seinem Team das gegnerische Team besiegen muss. Die möglichen Spielzüge sind durch das Echtzeit-Spielprinzip nochmal weitaus mehr, als es bei Go der Fall ist, was das Spiel deutlich komplexer macht als Go. Das Programm OpenAI Five schafft es 2018 die besten internationalen Spieler zu schlagen und ist somit stärker als jeder Mensch.

Arten von künstlicher Intelligenz

KI ist ein sehr großes Thema. Dabei kann man grundlegend in vier verschiedene Arten von KI aufteilen, die sich in zwei Kategorien unterscheiden:

Zum Ersten muss unterschieden werden, ob wir einen Menschen simulieren wollen oder ob wir rationale Entscheidungen von dem System erwarten. Die Entscheidungen, die ein Mensch trifft, sind nicht immer die Entscheidungen, die am Besten zum Ziel führen. Beispielsweise fällt es einem Menschen schwer, sich mit Wahrscheinlichkeiten optimal auseinanderzusetzen, weshalb hier rationale Entscheidungen meistens zu einem besseren Ergebnis führen. Ob eine künstliche Intelligenz gut einen Menschen simuliert, lässt sich beispielsweise mit der Turing-Test überprüfen [4].

Zum Zweiten muss unterschieden werden, ob wir den Denkprozess oder das Verhalten untersuchen wollen. Beim Denkprozess geht es darum, wie das System zu einer Entscheidung kommt und wieso diese Entscheidung getroffen wird. Betrachtet man allerdings das Verhalten, sind nur die Aktionen selber wichtig und nicht, wie der Entscheidungsprozess eine Aktion aufgrund einer Situation ausgewählt hat.

Aus diesen beiden Kategorien ergibt sich folgende Tabelle:

Bei der Testautomatisierung werden wir uns (voraussichtlich) mit einer Form der KI befassen, die rational handeln soll. Der rationale Aspekt ist wichtig, da hier klare Tests und Log-Dateien zu klaren Ausgaben und Entscheidungen führen sollen. Die KI muss nicht menschlich Handeln, sondern die Probleme zielgerichtet erkennen und angeben können. Dazu betrachten wir auch nur die Handlung, weil ausschließlich die Aktionen der KI wichtig sind. Das Erkenne von Zusammenhängen und das Schlussfolgern der richtigen Aktionen ist der entscheidende Aspekt, der durch die Untersuchung der Denkmuster nicht herausgearbeitet werden kann.

Fazit

Der Begriff künstliche Intelligenz ist weit gefasst und wird heute vielfach genutzt. Die neusten Entwicklungen zeigen die Möglichkeiten von KI auf und lassen noch viele Weiterentwicklungen offen. Bei der Verknüpfung mit dem Testen von Software möchten wir uns zunächst mit Systemen beschäftigen, die rational handeln sollen. Dazu werden wir im nächsten Artikel auf grundlegende Begriffe eingehen, die uns näher an eine mögliche Verknüpfung von KI und Testautomatisierung bringen.

Quellen-Angaben:

[1] https://www.theguardian.com/technology/2011/feb/17/ibm-computer-watson-wins-jeopardy
[2] https://deepmind.com/research/alphago/ und https://deepmind.com/blog/alphago-zero-learning-scratch/
[3] https://openai.com/five/
[4] https://de.wikipedia.org/wiki/Turing-Test
[5] https://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BCnstliche_Intelligenz