Finde bitte versteckte Muster: Das unüberwachte maschinelle Lernen

Der letzte KI-Beitrag beschreibt die Grundidee des überwachten Lernens (Supervised Learning) innerhalb des maschinellen Lernens (ML). Dabei wird dem KI-Modell (einem mathematischen Algorithmus) ein Input gegeben, um einen Output vorherzusagen (wir nutzen ein Vorhersagemodell). Das könnte zum Beispiel ein Bild von einer Brücke sein, das die KI als Brücke „klassifizieren“ (erkennen) soll. Während des Trainings sind Input (Beispiel) und Output (Beispiellösung) bekannt, da sie vom Menschen so definiert werden. Das unüberwachte Lernen (Unsupervised Learning) hingegen verfolgt einen anderen Ansatz. Hierbei erhält die KI keine Beispiele oder Beispiellösungen, sondern lediglich einen Datensatz. Der ML-Algorithmus soll versteckte Muster und Zusammenhänge zwischen den Datenpunkten im Datensatz erkennen. Ein beliebter Ansatz hierfür ist das sogenannte „Clustering“.

Um dies etwas anschaulicher zu machen, folgt ein einfaches Beispiel aus der Bauwelt. Gegeben sind verschiedene Bauprojekte A bis E im Hochbau, für die in den Spalten unterschiedliche Merkmale eingetragen sind. Zunächst sind wir „faul“ und jedes Bauprojekt erhält eine eigene Gruppe. Das Ziel besteht jedoch darin, Muster und Zusammenhänge zwischen den Bauprojekten zu erkennen. Wir möchten Gruppen (Cluster) aus ähnlichen Bauprojekten bilden. Jedes Merkmal wird für das jeweilige Bauprojekt mit Punkten bewertet:

Welche Bauprojekte sind sich nun untereinander „nahe“, um sie anschließend in eine bestimmte Anzahl von Gruppen einteilen zu können? Projekt D und E sind sich hinsichtlich aller Merkmale „nahe“. Nach welchem Maßstab sollen jedoch die Projekte A bis C gruppiert werden? Dominiert das Merkmal „Auftragsvolumen“, wären sich A und C näher als B. Oder bilden Projekt A und B eine passendere Gruppe hinsichtlich der Merkmale „Komplexität“ und „Projektrisiko“? Dies soll verdeutlichen, dass der
ML-Algorithmus des unüberwachten Lernens nicht allmächtig ist und nicht mit einem Knopfdruck das „eine“ richtige Ergebnis liefern kann. Sachkundige Personen müssen definieren, nach welchem Maßstab die Bauprojekte in Gruppen eingeteilt werden sollen.

Markus Nussbaum, Bauingenieur & KI-Beauftragter, in Kooperation mit tecTrain.at 

(Veröffentlicht am 16.12.2024)