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Verständige Maschinen

Die Jacobs University koordiniert im Rahmen des Cognitive Systems Programms der EU ein dreijähriges Verbundprojekt zur computergestützten Spracherkennung im Gesamtvolumen von rund 3,27 Mio. Euro.

Basierend auf den neuronalen Grundlagen menschlichen Sprachverstehens sucht das interdisziplinäre Konsortium aus fünf europäischen Forscherteams und einem Industriepartner nach völlig neuen Wegen in diesem Bereich der Künstlichen Intelligenz, in dem bislang, trotz enormer Forschungsanstrengungen, in 20 Jahren nur sehr langsam Fortschritte erzielt werden konnten. Koordinator des im April gestarteten Forschungsvorhabens ist Herbert Jaeger, Professor of Computational Science an der Jacobs University.
Jeder kennt die Erfahrung: Wendet man sich als hilfesuchender Kunde an eine Service-Hotline, gerät man nur allzu oft an ein automatisches Kundenauskunftssystem. Und obwohl man alle Fragen nach bestimmten Schlüsselwörtern geduldig beantwortet, versteht die Maschine einen nicht. Schließlich landet man doch in der Warteschleife eines Callcenters mit echten, aber überlasteten Menschen, die sich des Problems annehmen. Dies kostet Zeit und Geld - sowohl für die Kunden als auch für das jeweilige Unternehmen.

Trotz der Aufwendung erheblicher Forschungsmittel weltweit ist es bisher noch nicht gelungen, ein elektronisches Auskunftssystem zu entwickeln, mit dem man auch nur annähernd so flexibel, intelligent und störungsfrei wie mit einem richtigen Menschen kommunizieren kann: ein System, das Versprecher ebenso toleriert wie Dialekt, grammatikalisch nicht ganz korrekte Formulierungen, Pausen, "ähms", Räuspern, oder Hintergrundgeräusche. Menschen bemerken solche kleinen Fehler sprachlicher Kommunikation häufig nicht einmal, für eine Maschine können sie jedoch unmittelbar zu unüberwindlichen Hindernissen im Sprachverständnis werden.

Lösungen für diese seit langem ungeklärten Probleme computergestützter Spracherkennung verspricht nun der Ansatz des jetzt gestarteten EU-Projektes ORGANIC (Self-organized recurrent neural learning for language processing): Da Menschen das flexible Sprachverständnis spielend beherrschen, will das internationale ORGANIC-Forscherteam soviel wie möglich von menschlichen Gehirnen und den am Sprachverständnis beteiligten Prozessen lernen. Dies ist ein natürlicher, aber keineswegs selbstverständlicher Forschungsansatz: Alle heute existierenden Spracherkennungssysteme basieren auf Forschungen, die sich nie mit Biologie und Funktionsweise von Gehirnen beschäftigt haben. Grundlage war vielmehr eine rein mathematisch-statistische Analyse der Sprachsignale, wie sie von Mikrophonen aufgenommen werden - eine "nachrichtentechnische" Herangehensweise, die offensichtlich prinzipiell zu kurz greift.

ORGANIC will hier völlig neue Wege aufzeigen, indem das Design künstlicher sprachverstehender Systeme an neuronalen Grundlagen menschlichen Sprachverstehens ausgerichtet werden soll. Dies ist kein triviales Unterfangen, denn das Gehirn hat viele seiner Geheimnisse noch nicht preisgegeben - man kann also nicht einfach "abkupfern". Das ORGANIC-Konsortium vereint daher einander ergänzende Teams in interdisziplinärer Zusammenarbeit, die in ihrem jeweiligen Spezialgebiet zur internationalen Spitze gehören:

o Prof. Dr. Peter F. Dominey, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM): Gehirnmodelle menschlicher Sprachverarbeitung auf den "höheren" kognitiven Ebenen

o Prof. Dr. Herbert Jaeger, Jacobs University Bremen: Rechenverfahren zum maschinellen Lernen komplexer Sprach- und Schriftsignale

o Prof. Dr. Wolfgang Maass, Technische Universität Graz: grundlegende neuronale Mechanismen der Informationsverarbeitung und -speicherung sowie des Lernens

o Prof. Dr. Jean-Pierre Martens, Universität Gent: ingenieurswissenschaftliche Sprachtechnologie; Zusammenarbeit mit führenden Firmen auf diesem Gebiet

o Dr. Benjamin Schrauwen, Universität Gent: Computerarchitekturen und -programme zur effizienten Simulation großer, komplexer neuronaler Systeme

o Welf Wustlich, Firma PLANET intelligent systems GmbH: Technologie der Handschrifterkennung, die sowohl bei künstlichen Systemen als auch im menschlichen Gehirn sehr eng mit dem Sprachverstehen verwandt ist

"Machen Sie doch in ein paar Jahren mal ein Experiment", schlägt Projektkoordinator Herbert Jaeger als Qualitätstest für die Forschungsarbeit von ORGANIC vor. "Wenn Sie mit einem automatischen Auskunftssystem sprechen, räuspern Sie sich, machen eine Pause garniert mit einem "ähem". Fangen Sie einen abgebrochenen Satz noch mal anders an, während im Hintergrund Ihre Lieblingsmusik läuft. Etwas nuscheln dürfen Sie auch. Wenn das System das alles wegsteckt, ohne aus dem Konzept zu kommen, war ORGANIC ein voller Erfolg - oder Sie sprachen doch mit einem echten Menschen", so der Experte für intelligente, verständige Maschinen von der Jacobs University.

Fragen zu dem Projekt beantwortet:
Prof. Dr. Herbert Jaeger | Professor of Computational Science
(http://www.jacobs-university.de/directory/hjaeger/index.php)



[asisa, 24.04.2009]


 


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