65 % der Führungskräfte fühlen sich unvorbereitet, KI-bezogene Risiken effektiv zu managen. 1 Das Entwickeln und Skalieren von KI-Anwendungen mit Verantwortung, Vertrauenswürdigkeit und ethischen Praktiken ist unerlässlich, um KI zu schaffen, die für alle funktioniert.
Entdecken Sie vier Prinzipien für verantwortungsvolles KI-Design (RAI) und empfehlen Sie Best Practices, um diese zu erreichen:
Schritt-für-Schritt-Anleitung für verantwortungsvolle KI
- Stellen Sie KI-Systeme mit Fokus auf menschliche Nutzer und deren Erfahrungen bereit. Stellen Sie sicher, dass das Design ethische Prinzipien und gesellschaftliche Werte für eine bessere Benutzerinteraktion einbezieht.
- Nutzen Sie ein Dashboard für verantwortungsvolle KI, um verschiedene Metriken, darunter Feedback- und Fehlerraten, zu überwachen und so die Effektivität des Systems und das Risikomanagement sicherzustellen.
- Untersuchen Sie Trainingsdaten und zugrunde liegende Daten sorgfältig auf Genauigkeit und Repräsentativität. Beheben Sie Verzerrungen und unfaire Ergebnisse, um die Datenethik zu verbessern und sicherzustellen, dass Ihre KI-Richtlinie Fairness-Audits durchsetzt.
- Verstehen Sie die Grenzen von Machine-Learning-Modellen und kommunizieren Sie diese klar. Vermeiden Sie übermäßiges Vertrauen in Korrelationen und erkennen Sie den Umfang der generativen KI-Fähigkeiten an.
- Implementieren Sie strenge Tests in KI-Workflows, einschließlich Unit- und Integrationstests. Kontinuierliche Überwachung ist für die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Systems unerlässlich, wobei ethische Überlegungen durchgängig einfließen.
- Verfolgen Sie die Systemleistung nach der Bereitstellung kontinuierlich und bewerten Sie Updates im Hinblick auf den EU AI Act zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und passen Sie sie an Datenschutz- und Sicherheitsprinzipien an. Richten Sie Ihre Überwachungspraktiken an KI-Richtlinienstandards aus, die Datenschutz, Transparenz und Sicherheit betonen. Gehen Sie sowohl unmittelbare als auch langfristige Probleme an und gewährleisten Sie gleichzeitig eine breite Akzeptanz und Widerstandsfähigkeit gegen böswillige Angriffe.
1. Fairness
KI-Tools werden zunehmend in verschiedenen Entscheidungsprozessen wie Einstellung, Kreditvergabe und medizinischer Diagnose eingesetzt. Verzerrungen, die in diese Entscheidungssysteme eingeführt werden, können weitreichende Auswirkungen auf die Öffentlichkeit haben und zur Diskriminierung verschiedener Personengruppen beitragen.
Beispiele aus der Praxis
Hier sind drei Beispiele für KI-Verzerrungen in realen Anwendungen:
- Sexismus bei Kredit-Algorithmen: Im Jahr 2019 gab es mehrere Vorwürfe (auch von Mitgründer Steve Wozniak), dass der Kreditkarten-Algorithmus von Apple Frauen diskriminiert und unterschiedliche Kreditlimits basierend auf dem Geschlecht anbietet.
- Rassismus und Ableismus bei KI-gestützter Einstellung: Laut einem aktuellen Bericht der Harvard Business School und Accenture werden in den USA 27 Millionen Arbeitnehmer aufgrund automatisierter und KI-gestützter Einstellungssysteme ausgefiltert und finden keine Anstellung. 2 Diese „versteckten Arbeitnehmer“ umfassen Einwanderer, Flüchtlinge und Menschen mit körperlichen Behinderungen.
- Rassismus bei Gesichtserkennung: Forscher fanden 3 heraus, dass einige kommerzielle Gesichtserkennungstechnologien wie die von Amazon oder Microsoft eine geringe Genauigkeit bei dunkelhäutigen Frauen aufwiesen, aber bei hellhäutigen Männern genauer waren (Abbildung 1).
Diese voreingenommenen Entscheidungen können aus dem Projektdesign oder aus Datensätzen resultieren, die reale Vorurteile widerspiegeln. Es ist entscheidend, diese Verzerrungen zu beseitigen, um KI-Systeme zu schaffen, die robust und für alle inklusiv sind.
Best Practices zur Erreichung von Fairness
- Untersuchen Sie den Datensatz darauf, ob er eine faire Repräsentation der Bevölkerung darstellt.
- Analysieren Sie die Teilpopulationen des Datensatzes, um festzustellen, ob das Modell in verschiedenen Gruppen gleich gut funktioniert.
- Entwerfen Sie Modelle mit Fairness im Hinterkopf und konsultieren Sie Sozialwissenschaftler und andere Fachexperten.
- Überwachen Sie das Machine-Learning-Modell kontinuierlich nach der Bereitstellung. Modelle driften, so dass Verzerrungen nach einiger Zeit in das System gelangen können.
- Integrieren Sie Fairness-Benchmarks in Ihre KI-Richtlinie für messbare Rechenschaftspflicht.
Wir haben einen umfassenden Artikel über KI-Verzerrungen und wie man sie behebt. Fühlen Sie sich free vorbeizuschauen. Sie können auch unseren Artikel zur KI-Ethik lesen.
2. Datenschutz
KI-Systeme verwenden oft große Datensätze, und diese Datensätze können sensible Informationen über Einzelpersonen enthalten. Dadurch werden KI-Lösungen anfällig für Datenschutzverletzungen und Angriffe von böswilligen Akteuren, die an sensible Informationen gelangen wollen:
- Laut dem Identity Theft Resource Center gab es im Jahr 2021 1862 Datenschutzverletzungen, was 23 % mehr ist als der vorherige Rekordwert von 2017.4
Datenschutzverletzungen verursachen finanzielle Verluste sowie Rufschädigung für Unternehmen und können Einzelpersonen, deren sensible Informationen offengelegt werden, gefährden.
Praxisbeispiel
Anfang 2024 verhängte die italienische Datenschutzbehörde gegen die Stadt Trient eine Geldstrafe von 50.000 Euro; es war die erste italienische Gemeinde, die wegen KI-bedingter Datenschutzverstöße bestraft wurde. Trient hatte KI-Tools in EU-finanzierten Überwachungsprojekten eingesetzt, die Kameras, Mikrofone und die Überwachung sozialer Medien umfassten, aber persönliche Daten nicht ordnungsgemäß anonymisiert und unrechtmäßig Informationen an Dritte weitergegeben.
Die Aufsichtsbehörde ordnete die Löschung aller gesammelten Daten an und verwies auf Verstöße gegen Transparenz und Verhältnismäßigkeit nach der DSGVO. Dieser Fall spiegelt die zunehmende Durchsetzung von KI-bezogenen Datenschutzregeln in Italien wider, nach Maßnahmen wie dem vorübergehenden Verbot von ChatGPT im Jahr 2023 und einer Geldstrafe gegen OpenAI Ende 2024.5
Best Practices zur Gewährleistung des Datenschutzes
- Bewerten und klassifizieren Sie Daten nach ihrer Sensibilität und überwachen Sie sensible Daten.
- Entwickeln Sie eine Richtlinie für Datenzugriff und -nutzung innerhalb der Organisation. Implementieren Sie das Prinzip der geringsten Rechte
3. Sicherheit und Schutz
Die Sicherheit eines KI-Systems ist entscheidend, um Angreifer daran zu hindern, in das System einzugreifen und sein beabsichtigtes Verhalten zu ändern. Der zunehmende Einsatz von KI in besonders kritischen Bereichen der Gesellschaft kann Schwachstellen einführen, die erhebliche Auswirkungen auf die öffentliche Sicherheit haben können.
Die Anwendung starker Sicherheitsprinzipien während des Systemdesigns hilft, diese Schwachstellen zu minimieren. Außerdem erfordert eine robuste KI-Richtlinie Bedrohungsmodellierung, Penetrationstests und Red Teaming.
Betrachten Sie die folgenden Beispiele:
- Forscher haben gezeigt, dass sie ein selbstfahrendes Auto dazu bringen können, auf der Gegenfahrbahn zu fahren, indem sie kleine Aufkleber auf der Straße anbringen.
Diese gegnerischen Angriffe können Folgendes umfassen:
- Datenvergiftung, indem irreführende Daten in Trainingsdatensätze eingeschleust werden.
- Modellvergiftung, indem auf die Modelle zugegriffen und diese manipuliert werden.
unter anderem, um das KI-Modell zu unbeabsichtigtem Verhalten zu veranlassen. Mit der Weiterentwicklung der KI-Technologie werden Angreifer neue Methoden finden, und es werden neue Wege zur Verteidigung von KI-Systemen entwickelt werden.
Praxisbeispiel
Spanien hat einen Gesetzesentwurf im Einklang mit dem EU AI Act verabschiedet, der vorschreibt, dass alle KI-generierten Inhalte, wie Deepfakes, klar gekennzeichnet werden müssen, um die Transparenz zu stärken und gefährdete Gruppen zu schützen. Das Gesetz verbietet auch die unterschwellige Manipulation durch KI und verhängt hohe Strafen bei Verstößen. Das Gesetz fordert:
- Kennzeichnung: Alle KI-generierten Inhalte (z. B. Bilder, Videos, Texte) müssen eindeutig als solche gekennzeichnet sein.
- Deepfake-Regulierung: Synthetische Medien müssen ihren künstlichen Ursprung offenlegen.
- Manipulationsverbot: KI-Systeme dürfen keine unterschwelligen Techniken einsetzen, um Nutzer, insbesondere Minderjährige oder gefährdete Personen, auszunutzen.
Bei Verstößen müssen die Modellanbieter mit Geldstrafen von bis zu 35 Millionen Euro oder 7 % des weltweiten Umsatzes rechnen. Eine neue nationale Agentur, AESIA, wird die Einhaltung überwachen und durchsetzen.
Dieses Gesetz stärkt die Transparenz- und Sicherheitsprinzipien verantwortungsvoller KI, indem es sicherstellt, dass Nutzer wissen, wann sie mit synthetischen Inhalten interagieren, und schädliche Manipulationen eindämmt.6
Best Practices zur Erreichung von Sicherheit
- Bewerten Sie, ob ein Angreifer einen Anreiz hätte, das System anzugreifen, und die möglichen Folgen eines solchen Angriffs.
- Richten Sie ein Red Team in Ihrer Organisation ein, das als Angreifer agiert, um das System auf die Identifizierung und Behebung von Schwachstellen zu testen.
- Verfolgen Sie neue Entwicklungen bei KI-Angriffen und KI-Sicherheit. Es handelt sich um ein fortlaufendes Forschungsgebiet, daher ist es wichtig, mit den Entwicklungen Schritt zu halten.
4. Transparenz
Transparenz, Interpretierbarkeit oder Erklärbarkeit von KI-Systemen ist in einigen Branchen wie dem Gesundheitswesen und der Versicherung ein Muss, in denen Unternehmen Industriestandards oder staatliche Vorschriften einhalten müssen. Die Fähigkeit, zu interpretieren, warum KI-Modelle zu bestimmten Ergebnissen kommen, ist jedoch für alle Unternehmen und Nutzer wichtig, um KI-Systeme verstehen und ihnen vertrauen zu können.
Ein transparentes KI-System kann Unternehmen helfen:
- Geschäftskritische Entscheidungen zu erklären und zu verteidigen,
- „Was-wäre-wenn“-Szenarien zu erstellen,
- Sicherzustellen, dass die Modelle wie beabsichtigt funktionieren,
- Rechenschaftspflicht im Falle unbeabsichtigter Ergebnisse sicherzustellen.
Praxisbeispiel
Clearview AI, ein in den USA ansässiges Unternehmen für Gesichtserkennung, baute eine Datenbank mit über 30 Milliarden Bildern auf, die aus dem Internet gesammelt wurden, um Personen für Strafverfolgungsbehörden und private Kunden zu identifizieren. Es wurde von der niederländischen Datenschutzbehörde mit 30,5 Millionen Euro bestraft, weil es gegen Datenschutz- und Transparenzgrundsätze der DSGVO verstoßen hatte, wie zum Beispiel:
- Keine Einwilligung: Es wurden biometrische Daten (Gesichtsmerkmale) ohne Wissen oder Erlaubnis der Nutzer gesammelt.
- Mangelnde Transparenz: Die Personen wurden nicht darüber informiert, dass ihre Bilder verwendet wurden oder wie sie verarbeitet wurden.
- Sensible Daten: Die Datenbank enthielt Bilder von Minderjährigen.
- Nichteinhaltung: Es wurde in der EU ohne einen lokalen Vertreter oder eine rechtmäßige Datengrundlage betrieben.7
Anwendungsfälle
Erklärbare KI kann dazu beitragen, Transparenz und Vertrauen in die Entscheidungsprozesse in verschiedenen Sektoren aufzubauen, wie zum Beispiel:
- Gesundheitswesen, indem Ärzten geholfen wird, die Logik hinter den Krankheitsdiagnosen und Behandlungsvorschlägen der KI zu verstehen.
- Finanzwesen, indem Transparenz geboten und das Vertrauen der Stakeholder in die Betrugserkennung und Anlageberatung gestärkt wird.
- Automobilbranche, indem die Entscheidungsprozesse in autonomen Fahrzeugen geklärt werden, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit erhöht.
- Marketing & Vertrieb, indem KI-gestützte Erkenntnisse für die Kundensegmentierung, Umsatzprognosen und Werbezielgruppen transparent bereitgestellt werden, was strategische Entscheidungen unterstützt.
- Cybersicherheit, indem die Argumentation hinter der Bedrohungserkennung der KI erklärt wird, um das Cybersicherheitsmanagement zu verbessern.
Best Practices zur Gewährleistung von Transparenz
- Verwenden Sie eine kleine Anzahl von Eingaben, die für die gewünschte Leistung des Modells erforderlich sind. Dies kann es erleichtern, genau zu bestimmen, woher die Korrelation oder Kausalität zwischen Variablen stammt.
- Geben Sie Methoden der erklärbaren KI Vorrang vor Modellen, die schwer zu interpretieren sind (d. h. Black-Box-Modelle).
- Besprechen Sie das erforderliche Maß an Interpretierbarkeit mit Fachexperten und Stakeholdern.
Neue Säule: Green AI
Green AI konzentriert sich auf die Reduzierung der Umweltauswirkungen von KI-Systemen. Das Training und der Betrieb von KI-Modellen erfordern erhebliche Rechenleistung, was zu einem hohen Energieverbrauch führt. Dies kann sowohl Kosten als auch Kohlenstoffemissionen erhöhen.
Mit zunehmender Verbreitung von KI wird Energieeffizienz immer wichtiger. Unternehmen beginnen damit, zu optimieren, wie Modelle entwickelt, trainiert und bereitgestellt werden, um den Ressourcenverbrauch zu senken und gleichzeitig die Leistung aufrechtzuerhalten.
Ein Green-AI-Ansatz kann Unternehmen helfen:
- den Energieverbrauch und die Betriebskosten zu senken,
- den CO2-Fußabdruck von KI-Arbeitslasten zu verringern,
- die Effizienz von Modelltraining und Inferenz zu verbessern,
- KI-Initiativen mit Nachhaltigkeitszielen in Einklang zu bringen.
Praxisbeispiel
Google DeepMind setzte maschinelles Lernen ein, um Kühlsysteme in den Rechenzentren von Google zu optimieren. Das System analysiert Daten wie Temperatur, Stromverbrauch und Anlagenleistung, um die Kühlung automatisch anzupassen.
Dies führte zu:
- einer Reduzierung des Kühlenergieverbrauchs um bis zu 40 %,
- einer Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs in Rechenzentren um rund 15 %.
Dieses Beispiel zeigt, dass Green AI in groß angelegten Umgebungen messbare Ergebnisse liefert.8
Anwendungsfälle
Green AI kann in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, darunter:
- Rechenzentrumsoptimierung: KI-Systeme passen Kühlung und Stromverbrauch an, um Energieverschwendung zu reduzieren.
- Effizientes Modell-Design: Kleinere Modelle und Komprimierungstechniken reduzieren den Rechenbedarf.
- Arbeitslastplanung: Aufgaben werden ausgeführt, wenn die Energienachfrage geringer ist oder erneuerbare Energien verfügbar sind.
- Cloud-Optimierung: KI hilft, Ressourcen dynamisch zuzuweisen, um eine Überprovisionierung zu vermeiden.
- Edge-KI: Die Verarbeitung von Daten näher an der Quelle reduziert die Datenübertragung und den Energieverbrauch.
Best Practices zur Gewährleistung von Green AI
- Verwenden Sie effiziente Modellarchitekturen anstelle unnötig großer Modelle.
- Optimieren Sie das Training, indem Sie Iterationen reduzieren und Daten besserer Qualität verwenden.
- Überwachen Sie den Energieverbrauch von KI-Arbeitslasten.
- Bevorzugen Sie Cloud-Regionen oder -Anbieter, die erneuerbare Energien nutzen.
- Verwenden Sie nach Möglichkeit vortrainierte Modelle wieder, anstatt von Grund auf neu zu trainieren.
Reifegrad-Hinweis
Einige Green-AI-Praktiken, wie die kohlenstoffbewusste Arbeitslastplanung, befinden sich noch in der Entwicklung und sind noch nicht weitgehend standardisiert. Bestehende Implementierungen zeigen jedoch, dass signifikante Effizienzgewinne erreichbar sind.
Tools für verantwortungsvolle KI
Die Marktlandschaft für Software für verantwortungsvolle KI umfasst verschiedene Tools, die Frameworks für verantwortungsvolle KI bereitstellen, wie zum Beispiel:
- KI-Governance-Tools
- KI-Leitplanken
- MLOps-Tools
- LLMOps-Tools
- Open-Source-Bibliotheken für verantwortungsvolle KI
Fühlen Sie sich free unsere datengestützten Listen von KI-Dienstleistungen anzusehen, um mehr über Data-Science-Berater und KI-Berater zu erfahren.
Um sicherzustellen, dass diese Tools mit ethischen Werten übereinstimmen, sollten Organisationen Tools einsetzen, die ihre KI-Richtlinie einhalten und Sicherheit, Fairness, Transparenz und Rechenschaftspflicht abdecken.
Wie erkennt man, ob ein KI-Tool verantwortungsvoll ist?
Geschäftsanwender können KI-Tools nutzen, z. B. ein HR-Team, das einen LLM-basierten Algorithmus zur Prüfung von Bewerberprofilen einsetzt, um die Personalbeschaffung zu beschleunigen, indem Lebensläufe nach Erfahrung und Ausbildung gefiltert werden. Wenn das Tool jedoch gegen Fairness-Prinzipien verstößt, könnte es bestimmte Gruppen diskriminieren. Ohne sich dieser Verzerrung bewusst zu sein, könnten Anwender Kandidaten aufgrund von Geschlecht oder Rasse ablehnen, was zu ethischen und rufschädigenden Problemen für die Organisation führt.
Um solche Probleme zu vermeiden, sollten Unternehmen Tools einsetzen, die mit den Prinzipien verantwortungsvoller KI übereinstimmen. Sie können Benchmarks bewerten, Nutzerbewertungen prüfen und Beispiele aus der Praxis oder Fallstudien untersuchen, um einen ethischen KI-Einsatz sicherzustellen. Die folgende Tabelle zeigt die Benchmark-Ergebnisse für einige der führenden LLMs:
Die Systeme werden sowohl insgesamt als auch für jede Gefahrenkategorie anhand einer 5-Punkte-Skala bewertet: Schlecht (1), Ausreichend (2), Gut (3), Sehr gut (4) und Hervorragend (5). Die Bewertungen werden durch den Prozentsatz der Antworten bestimmt, die die Bewertungsstandards nicht erfüllen.9
Aktuelle Entwicklungen bei verantwortungsvoller KI
Frühwarnsystem für Fehlausrichtung
Eine neue Technik namens Fehlausrichtungs-Frühwarnsystem wurde von OpenAI als vielversprechender Schritt hin zu sichereren und verantwortungsvolleren KI-Systemen eingeführt. Diese Methode konzentriert sich auf die Erkennung interner Warnzeichen, bevor ein KI-Modell schädliche Ergebnisse produziert.10
Wie funktioniert das Fehlausrichtungs-Frühwarnsystem?
Es funktioniert durch die Identifizierung spezifischer interner Merkmale, wie einer „toxischen Persona“, die mit unsicherem Verhalten korrelieren. Durch die Verfolgung der Aktivierungsniveaus dieser Merkmale während des Trainings oder des Einsatzes können Entwickler frühzeitig gewarnt werden, wenn ein Modell beginnt, in Richtung fehlausgerichtetes Verhalten abzudriften.
Wenn solche Warnsignale auftreten, können Maßnahmen ergriffen werden, entweder durch:
- Direkte Dämpfung der schädlichen Aktivierung
- Anwendung von Aktivierungslenkung, einer Technik, die die interne Richtung des Modells von unsicheren Mustern weg justiert.
Dieser Ansatz ermöglicht eine proaktive Risikominderung, anstatt sich ausschließlich auf die Überwachung externer Ergebnisse zu verlassen.
Fehlausrichtungs-Frühwarnsystem für verantwortungsvolle KI
Diese Entwicklung unterstützt zentrale Prinzipien verantwortungsvoller KI:
- Transparenz, indem das interne Modellverhalten interpretierbar gemacht wird
- Sicherheit, indem frühzeitiges Eingreifen ermöglicht wird
- Rechenschaftspflicht, indem klare Signale für die menschliche Aufsicht geboten werden.
Dies spiegelt den zunehmenden Trend wider, Echtzeit-Überwachungs- und Kontrollmechanismen in den Modellentwicklungsprozess einzubetten. Als Teil umfassenderer F&E-Bemühungen im Bereich Sicherheit verbessert diese Technik die Fähigkeit, Fehlausrichtungen während des Trainings zu erkennen und zu korrigieren, im Einklang mit internationalen KI-Governance-Rahmenwerken und Sicherheits-by-Design-Standards.
Der AI Safety Summit
Der AI Safety Summit ist eine führende internationale Konferenz, die sich auf die Sicherheit, Risiken und Regulierung fortschrittlicher „Frontier AI“-Systeme konzentriert. Die erste Veranstaltung fand im November 2023 im Bletchley Park, Großbritannien, statt und brachte Regierungen, KI-Unternehmen, die Zivilgesellschaft und Experten aus 28 Ländern zusammen, um die globalen KI-Sicherheitsbemühungen zu koordinieren.
Wichtige Ergebnisse
- Bletchley-Erklärung: Die teilnehmenden Nationen verpflichteten sich, auf der Grundlage gemeinsamer Sicherheitsprinzipien sichere, menschenzentrierte, vertrauenswürdige und verantwortungsvolle KI zu entwickeln.
- Internationale Zusammenarbeit: Betonte die dringende Zusammenarbeit zur Minderung von Risiken wie Missbrauch, gesellschaftliche Störungen und Kontrollverlust über fortschrittliche KI.
- Transparenz und Regulierung: Forderten Transparenz, strenge Sicherheitstests und anpassungsfähige Regulierungsrahmen, um mit den Fortschritten der KI Schritt zu halten.
Zweck und Vision
Der Gipfel fördert die verantwortungsvolle KI-Entwicklung durch die Förderung der Zusammenarbeit mehrerer Interessengruppen und ethischer Governance. Er zielt darauf ab, sicherzustellen, dass KI der Gesellschaft nutzt und gleichzeitig Schaden minimiert, und unterstreicht die globale Verantwortung, KI-Systeme zu entwerfen, einzusetzen und zu steuern, die menschliche Sicherheit, Ethik und Inklusivität in den Vordergrund stellen.
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author = {Dilmegani, Cem},
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