{"id":5586,"date":"2024-04-18T10:02:57","date_gmt":"2024-04-18T08:02:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.zukunftszentrum-ki.nrw\/?p=5586"},"modified":"2024-04-29T16:24:37","modified_gmt":"2024-04-29T14:24:37","slug":"objekterkennung-wenn-die-ki-sehen-lernt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/objekterkennung-wenn-die-ki-sehen-lernt\/","title":{"rendered":"Objekterkennung: Wenn die KI sehen lernt"},"content":{"rendered":"\n<p><strong>Das Zukunftszentrum pr\u00e4sentiert einfaches System zum Erkennen von Gesten<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Die <strong>Einsatzbereiche von K\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) im Unternehmen<\/strong> sind vielf\u00e4ltig. In der Industrie wird sie z.B. genutzt, um <a href=\"https:\/\/www.neuewerte.de\/hub\/objekterkennung-mit-ki\">Flie\u00dfb\u00e4nder zu kontrollieren und zu stoppen, wenn ein Problem auftaucht<\/a> und in der Robotik, um das korrekte <a href=\"https:\/\/robotik-produktion.de\/allgemein\/intelligenter-griff\/\">Greifen unterschiedlich positionierter Gegenst\u00e4nde<\/a> zu steuern. Dies geschieht durch sogenannte <strong>Objekterkennung<\/strong>, die es erm\u00f6glicht, dass die KI die Objekte eines definierten Bereichs aufzeichnen, auswerten und auf ihre Aufgaben anwenden kann \u2013 und zwar in s\u00e4mtlichen Bereichen, die einen \u00dcberblick \u00fcber ihre Umgebung ben\u00f6tigen.<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<p>Um sich einmal tiefergehend mit dem Thema zu befassen, hat sich das Zukunftszentrum KI NRW die Aufgabe gestellt, selbst einen <strong>kleinen Prototypen<\/strong> zu entwickeln, <strong>der Handgesten erkennen soll<\/strong>. Als zus\u00e4tzliche Herausforderung sollte demonstriert werden, dass eine solche KI bereits auf einer vergleichsweise leistungsschwachen Hardware \u2013 hier einem Raspberry Pi \u2013 laufen kann. Daf\u00fcr wurde online ein bestehendes Modell als Grundlage herausgesucht und anschlie\u00dfend die Daten, mit denen die KI lernen sollte, zusammengesammelt. Insgesamt wurden daf\u00fcr um die 300 Fotos von verschiedenen Handgesten aufgenommen und gelabelt \u2013 also beschriftet und kategorisiert \u2013, um damit die KI zu trainieren. Dabei zeigte sich aber schnell, dass die Datenmenge bei Weitem noch nicht ausreichte: Neben Schwierigkeiten, Gesten mit verschiedenen Distanzen und vor unterschiedlichen Hintergr\u00fcnden korrekt zu erkennen, erreichte sie gute Genauigkeit lediglich bei der Hand, von der ihr die meisten Trainingsdaten zur Verf\u00fcgung standen.<\/p>\n\n\n\n<p>Um die Datenmenge zu erh\u00f6hen, wurden die 300 Bilder dann auf ungef\u00e4hr 1000 erweitert und zus\u00e4tzlich augmentiert \u2013 d.h. durch Drehung, Spiegelung sowie der Ver\u00e4nderung von Farbe und Kontrast in (f\u00fcr die KI) neue Bilder ge\u00e4ndert \u2013, um eine Datengrundlage von 4000 Bildern zu erreichen. Auch wurde auf eine st\u00e4rkere Vielfalt der H\u00e4nde geachtet, indem sie unterschiedliche Alter, Geschlechter und Hautfarben aufwiesen. Dadurch konnte die Genauigkeit der KI zwar ma\u00dfgeblich verbessert werden, f\u00fchrte aber zu dem Problem, dass ihr Umfang zu gro\u00df f\u00fcr den Raspberry Pi wurde. Trotz starker Grafikkarte las sie lediglich alle zehn Sekunden einen Frame aus \u2013 was einer Geschwindigkeit von 0,1fps entspricht \u2013 und konnte das Ziel, mit geringer Leistungsf\u00e4higkeit zu laufen, nicht erreichen. Mithilfe erneuter Recherche wurde ein anderes Modell gefunden, das weniger pr\u00e4zise in der Erkennung, daf\u00fcr aber speziell f\u00fcr mobile Endger\u00e4te geeignet ist. Dieses wurde wieder mit den bestehenden Daten trainiert und getestet und erreichte eine Geschwindigkeit von 4fps, also das Vierzigfache des vorherigen Modells.<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<p><strong>Dies zeigt eindrucksvoll, dass eine objekterkennende KI bereits mit wenig Rechenleistung laufen kann, aber besser und schneller wird, je mehr ihr zur Verf\u00fcgung steht. Die Schwierigkeiten liegen vielmehr darin, ausreichend (unterschiedliche) Testdaten zusammenzusammeln, deren Anzahl oft \u00fcber Gelingen und Scheitern entscheiden.<\/strong> Ist die KI ausreichend trainiert, kann sie ihre Aufgaben leicht erf\u00fcllen und in Bereichen wie den oben genannten eingesetzt werden. Auch l\u00e4sst sie sich weiterf\u00fchrend in anderen Bereichen einsetzen, in denen sie z.B. mithilfe von OCR (zu dt. optische Zeichen-Erkennung) Texte eines zuvor erkannten Bereichs ausliest. Die Kombinationsm\u00f6glichkeiten mit anderen Technologien sind vielf\u00e4ltig und veranschaulichen, dass Objekterkennung selten den Endpunkt, sondern in vielen Bereichen erst den Anfang darstellt.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Bild: Marco Fries (Urheber)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Das Zukunftszentrum pr\u00e4sentiert einfaches System zum Erkennen von Gesten Die Einsatzbereiche von K\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) &#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":31,"featured_media":5587,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[191,189,1,195],"tags":[49,48,50,54,76],"class_list":["post-5586","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-konkrete-anwendungen","category-kuenstliche-intelligenz-ki","category-neuigkeiten","category-praxistipps","tag-digitalisierung","tag-ki-beratung","tag-kuenstliche-intelligenz","tag-technologie","tag-zukunftszentrum-ki-nrw"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5586","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/users\/31"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5586"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5586\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5625,"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5586\/revisions\/5625"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5587"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5586"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5586"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/sgp-digital.de\/zuz\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5586"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}