Schlau wie Watson - wissenschaft.de
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Schlau wie Watson

Am 6. März öffnet die CeBIT in Hannover ihre Pforten, die größte Computermesse der Welt. Dirk Wittkopp, Leiter des Forschungs- und Entwicklungszentrums der IBM in Böblingen, spricht über die Trends der Informationstechnik.

ist seit November 2009 Geschäftsführer der IBM Deutschland Research & Development GmbH – mit etwa 2000 Mitarbeitern eines der weltweit größten Forschungs- und Entwicklungszentren des US-amerikanischen Informationstechnik-Konzerns IBM. Wittkopp, der an der Universität Braunschweig Informatik studiert hat, begann nach Abschluss des Studiums 1986 seine Tätigkeit bei IBM in Böblingen. Dort leitete er unter anderem den Bereich Entwicklungsprojekte für die Software-Familien Lotus und WebSphere. Sein früheres Team entwickelt bis heute Software für Unternehmensportale im Internet sowie Systeme, um IT-Anwendungen mit Unternehmensprozessen zu verknüpfen.

bild der wissenschaft: Herr Wittkopp, haben Sie heute früh schon Ihre Nachrichten auf dem Smartphone gecheckt?

Dirk Wittkopp: Morgens beim Kaffee bin ich ein Freund von Papier und lese zwei Zeitungen. Aber ich habe kurz in die Mails auf meinem iPhone geschaut.

Haben Sie sich da Sorgen gemacht? Ihre Experten berichten, die Art der Bedrohung durch Hacker habe sich stark verändert. Vor allem Angriffe auf mobile Geräte sollen zunehmen …

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Das stimmt: Die Durchdringung der Welt mit mobilen Geräten bietet Hackern eine neue Angriffsfläche und ist eine zusätzliche Herausforderung für Sicherheitssysteme. Eine gute Sicherheitssoftware, die stets aktuell gehalten wird, bietet in der Regel ausreichend Schutz. Wir haben gerade ein neues Entwicklungsteam innerhalb von IBM gegründet, um den Themen Sicherheit und Schutz der Privatsphäre noch mehr Raum und Mittel zu geben.

Die Zahl der digitalen Daten wächst rasant. Wird es da nicht immer schwieriger, Sicherheit zu gewährleisten?

Das Ganze hat zwei Dimensionen: Es sind immer mehr Daten zu bewältigen. Und die Daten verändern sich immer schneller. Doch damit können wir gut umgehen. Interessanter ist, dass wir zunehmend Daten aus neuen Quellen zu verarbeiten haben: Sie stammen zum einen aus dem sogenannten Internet der Dinge – dazu gehören neben mobilen Geräten wie Smartphones auch Sensoren, die etwa in Autos oder Kameras eingebaut sind. Das zweite sind soziale Daten im Web, die Menschen über Facebook, Twitter, Blogs und Kommentare im Internet hinterlassen.

Computer haben den Alltag der Menschen in den letzten Jahrzehnten drastisch verändert. Was kommt da noch auf uns zu?

Ich bin überzeugt, dass die Veränderungen im bisherigen Tempo oder sogar noch schneller weitergehen. Beispielsweise lassen sich mit neuartigen Algorithmen selbstlernende und sich selbst optimierende Systeme entwickeln, was die Datenanalyse auf eine völlig neue Stufe stellt – wie das IBM-System „Watson“.

Was ist Watson?

Watson ist benannt nach Thomas J. Watson, dem ersten Präsidenten der IBM. In seiner ursprünglichen Form sollte das System zeigen, was sich mithilfe von Informationstechnik heute erreichen lässt. Wir haben den Rechner für einen Auftritt in „ Jeopardy“ entwickelt – einer bekannten Spielshow in den USA. Dort gilt es, Fragen auf Basis von Aussagen und Wortspielen zu formulieren. Einfache Methoden wie eine Stichwortsuche im Internet helfen nicht. Stattdessen müssen die Kandidaten – ähnlich wie Watson – die Aussagen analysieren und in ihre Bestandteile zerlegen, um nach versteckten Hinweisen zu suchen. Es kommt also darauf an, logische Schlüsse zu ziehen. Als Informationsquellen standen unserem System unter anderem Jahrgänge von Zeitungen, Bücher und Wikipedia zur Verfügung. Wir haben das Entwickeln von Hypothesen automatisiert. Watson prüft für jede Hypothese die Wahrscheinlichkeit, dass sie stimmt, bewertet die Resultate – und kommt am Ende mit einer Antwort auf die Frage heraus, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit korrekt ist. Damit hat es das IBM-System im Februar 2011 geschafft, die besten Spieler der Show zu schlagen.

Hat Watson auch einen Nutzen im Alltag zu bieten – mal abgesehen davon, dass der Einsatz in einer TV-Spielshow sicher einen großen Unterhaltungswert hat?

Die Technologie hinter Watson ist ein neuer Schritt in der fortgeschrittenen Datenanalyse, den wir nun beginnen zu kommerzialisieren. Mit Watson selbst, der natürliche Sprache versteht und eigenständig Hinweise ableiten kann, lassen sich diverse Aufgaben lösen. Zum Beispiel in der Medizin: Dort kann der Rechner die Wirkung von Medikamenten oder die Entwicklung einer Krankheit analysieren – anhand von Beispielakten vieler Patienten. Wenn man ihm ein bestimmtes Symptom schildert, kann er daraus schließen, um welche Krankheit es sich vermutlich handelt und eine Behandlung empfehlen – als Hilfestellung für den Arzt.

Wann wird es Watson zu kaufen geben?

Die Kommerzialisierung wird in Stufen verlaufen. Wir haben bereits erste Kunden in den USA, für die wir spezifische Lösungen entwickeln. Neben den erwähnten medizinischen Anwendungen diskutieren wir mit Kunden aus der Versicherungsbranche über einen Einsatz bei der Analyse von Betrugsfällen. Der Rechner wird trainiert, zu erkennen, wann ein Versicherungsbetrug vorliegt. Durch die Sichtung vieler Fälle kann das System charakteristischen Muster bei Versicherungsbetrügereien aufspüren. Die nächste Stufe wird sein, aus Watson eine Lösung für den breiten Markt zu entwickeln.

Inwiefern waren Mitarbeiter aus Böblingen an der Entwicklung von Watson beteiligt?

Wir haben verschiedene Komponenten für Watson entwickelt – beispielsweise einen Baustein zum Verarbeiten unstrukturierter Daten. Er bildet die Basis-Software für das System. Mathematische Algorithmen, die damit verknüpft sind, können zum Beispiel erkennen, welche verschiedenen Wörter für dieselbe Bedeutung stehen. Das verbessert die Möglichkeiten des Systems, Lösungen zu finden, die sich einer simplen Stichwortsuche verschließen.

Die Gesellschaft steht vor großen Herausforderungen wie Klimawandel, Bevölkerungswachstum und das Erschließen neuer Energiequellen. Welchen Beitrag kann da ein System wie Watson leisten?

Keine dieser Herausforderungen wäre ohne Informationstechnik zu meistern. So ist es undenkbar, ein modernes Energienetz ohne IT zu betreiben. Das gilt erst recht für ein künftiges noch weit intelligenteres Netz, das mit vielen weit verteilten Energiequellen arbeiten und auf komplizierte Weise Lasten im Netz ausbalancieren soll. IT ist die Basis für einen intelligenteren Umgang mit Ressourcen. Ein anderes Beispiel sind moderne Verkehrssteuerungssysteme: Sie benötigen immens viel Wissen über das Verkehrsgeschehen, um steuernd eingreifen zu können. Das A und O sind stets die Daten, die sinnvoll erschlossen und den Nutzern intuitiv zugänglich gemacht werden müssen.

Die Informationstechnik löst nicht nur Probleme, sie schafft selbst auch welche: durch ihren enormen Energieverbrauch. Welche Ansätze gibt es, den Strombedarf zu verringern?

Das ist eine der großen Herausforderungen in der Entwicklung neuer IT-Systeme. Auch in unserem Böblinger Lab beschäftigen wir uns damit. Vor allem in großen Rechenzentren ist der Stromverbrauch heute schon immens. Dazu kommt die Kehrseite des Stromverbrauchs: die Wärme, die beim Betrieb entsteht und abgeführt werden muss. Bei der Lösung dieses Problems haben wir schon deutliche Erfolge erzielt. So ist in den letzten Jahren zwar die Leistung neuer Rechnersysteme gewaltig gestiegen, doch der Stromverbrauch ist weit weniger stark gewachsen. Moderne Computer gehen also schon wesentlich schonender mit Ressourcen um. Dahinter stecken verschiedene Ansätze wie neue Materialien, innovative Rechnerstrukturen und ein dynamischer Umgang mit der Leistung: Die Rechner laufen nur dann auf vollen Touren, wenn das wirklich nötig ist. Dazu fährt eine intelligente Steuerung die Leistung im Mikrosekunden-Rhythmus rauf und runter.

Gibt es weitere technologische Kniffe?

Ganz wichtig sind neue Kühltechnologien. Wir haben 2010 aus unserem Böblinger Labor heraus den weltweit energiesparendsten Supercomputer gebaut. Ein Trick dabei ist, Kühlwasser gezielt dorthin zu führen, wo die heißesten Stellen des Rechners sind. Das muss vorher gut und detailliert simuliert werden. Das Besondere ist, dass wir nicht mit gekühltem Wasser arbeiten, sondern die heißen Mikrochips mit warmem Wasser kühlen, das sich dabei noch mehr erwärmt – und sich dann zum Heizen nutzen lässt. Dadurch verbessert sich die Gesamtenergiebilanz des Systems deutlich. Dieses Konzept kommt seit Kurzem bei einem IBM-System am neuen Höchstleistungsrechner des Leibniz-Rechenzentrums in Garching bei München zum Einsatz. Es nutzt eine innovative Kühlung, deren abgeführtes Warmwasser das Gebäude heizt. Das ist ein absolutes Novum.

Während Ihrer aktiven Entwicklertätigkeit haben Sie an der „nächsten Generation des Internet“ gestrickt. Was erwartet den Nutzer?

Eine der nächsten Stufen des Internet wird sicher eine dreidimensionale Variante sein. Wer heute als Ingenieur Produkte entwirft, arbeitet bereits mit 3D-Technologien. Mehr und mehr dieser Technologien werden künftig nicht nur auf teuren Spezialsystemen laufen, sondern über Internet-Browser jedermann zur Verfügung stehen. Auch so etwas wie ein 3D-Einkaufserlebnis wird kommen. Erste Anwendungen gibt es bereits, zum Beispiel einen intelligenten Spiegel. Die Idee dahinter: In der Umkleidekabine eines Ladens kann der Spiegel, der auch ein Display ist, den Kunden mit verschiedenen Kleidungsstücken und in unterschiedlicher Umgebung darstellen. Zusätzlich lassen sich diverse Informationen über das Kleidungsstück einblenden. Ein anderer Trend betrifft das Automobil: In einigen Jahren wird man beim Autofahren stets online sein. Das Auto wird Verkehrsdaten im Internet abrufen und nützliche Informationen dem Fahrer zur Verfügung stellen. Vor zehn Jahren war das noch undenkbar, doch bald wird das Normalität sein. Wir werden immer und überall online sein.

Ähnliche Ankündigungen hat man schon oft gehört, ohne dass sich viel getan hätte. Ein Beispiel ist das „ intelligente Haus“ mit dem berühmten Kühlschrank, der selbstständig Milch und Wurst nachbestellt …

Manches geht nicht so schnell, wie sich das die Forscher und Entwickler vorgestellt haben. Die Akzeptanz bei den Nutzern und das Schaffen von Geschäftsmodellen braucht häufig mehr Zeit als die technische Entwicklung. So war das auch bei der Technologie für intelligente Gebäude. Aber das Thema ist heute aktueller denn je, und wir haben schon die ersten Kooperationen mit Partnern und Kunden in diesem Umfeld. Denken Sie etwa ans Energiesparen: Mit intelligenten Stromzählern, die ja das Gesetz in Neubauten vorschreibt, zieht intelligente Technik in viele Gebäude ein. Medien wie Musik und Filme werden inzwischen übers Internet ins Wohnzimmer geholt. Die Sicherheit lässt sich künftig deutlich verbessern, indem man nach dem Verlassen des Hauses über das Smartphone kontrollieren kann, ob alle Geräte ausgeschaltet sind und alles abgeschlossen ist. Die Telemedizin wird helfen, die Kosten im Gesundheitswesen trotz der alternden Bevölkerung zu senken – durch den Einsatz medizinischer Analysen von zu Hause aus und die Möglichkeit, einen Arzt zu konsultieren, ohne dazu die Wohnung verlassen zu müssen. Man darf bloß nicht zu viel erwarten – und muss den Kühlschrank, der selbst online einkaufen geht, erst mal außen vor lassen. ■

Dirk Wittkopp

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