Wie funktioniert KI?

KIs sind keine eigenständige Technologie, sondern nur eine clevere Kombination von Algorithmen und großen Datenbanken. Die bekannten und weit verbreiteten KIs, die wir heute verwenden, gehören in der Regel Konzernen, die die Infrastruktur betreiben und den Programmcode weiterentwickeln. Praktisch benötigen Firmen, die moderne KI-Anwendungen anbieten wollen, jedoch sehr viel Rechenleistung und große Datenmengen.

Seit Ende 2022 – als ChatGPT frei zugänglich ins Netz gestellt wurde – haben die meisten großen Technologiekonzerne ihre KI-Entwicklungen vom Experimentalstatus in den Live-Betrieb überführt. Oft waren die Modelle jedoch noch unfertig beziehungsweise benötigten sie noch viele Echtdaten zum Trainieren und Verbessern. Für die Entwicklung von Sprachmodellen – also Chatbots – hatten sich die Firmen zum Teil aus frei zugänglichen Textquellen im Internet bedient. Damit ein Sprachmodell jedoch auch bei Tippfehlern, in Dialekten oder bei Slang, Alltagssprache und Redewendungen gute Antworten geben kann, benötigt es viele Varianten eines Wortes oder Satzes. Durch die Öffnung für Millionen Nutzer:innen konnten viele solcher Varianten zum Training herangezogen werden.

Viele Firmen hinter den KI-Systemen sitzen in den USA – zum Beispiel ChatGPT (an dem Microsoft beteiligt ist), der Meta-KI-Assistent in WhatsApp und Instagram, die KI von Elon Musk bei X oder auch Googles „Gemini“. Darüber hinaus gibt es auch Anbieter aus China, wie die KI „DeepSeek“, und auch Europa hat viele verschiedene Firmen, die KIs entwickeln und anbieten – zum Beispiel Aleph Alpha aus Deutschland oder Mistral aus Frankreich.

Allen gemeinsam ist, dass sie privatwirtschaftliche Unternehmen sind. Die Staaten selbst entwickeln – in der Regel – keine eigene KI. Das bedeutet auch, dass die Unternehmen mit ihren KIs Geld verdienen wollen.

Wie schreibt eine KI Texte?

Videobeschreibung:

Das Video der Sendung mit der Maus erklärt, wie eine KI Texte generiert. Greift Tokenisierung auf.
Länge [5:51 min]

Aktivität: Wem gehört welche KI?

Aufgabenbeschreibung:

Sammeln Sie durch offene Abfrage in der Klasse einzelne KI-Anwendungen und schreiben Sie sie, an die Tafel. Fragen Sie ab, wer die Anwendungen kennt. Im Anschluss sollen die Schüler:innen in Kleingruppen jeweils eine KI genauer untersuchen. Hierzu dürfen sie im Internet recherchieren. Die Leitfragen in der rechten Spalte sollen behilfliche sein, verschiedene Aspekte zu der jeweiligen KI zusammenzutragen. Anschließend präsentiert jede Gruppe kurz im Plenum den jeweiligen Dienst. Die Lehrkraft ergänzt ggf. mit Aspekten, die die Gruppe nicht gefunden hat.

Die passenden Artikel in den News (unten auf der Seite oder im News-Bereich von YoungData) können zuätzlich als Hintergrundinformation herangezogen werden.

Lernziel:

Die Schüler: innen sollen in der Kleingruppe herausfinden, welche wirtschaftlichen Strukturen hinter einzelnen Diensten stecken und wer (Unternehmen, Einzelpersonen, Staaten oder staatliche Behörden) Zugriff auf die Daten der KI hat und den Algorithmus bestimmen kann. 

Stichworte:

Bias (Voreingenommenheit / Tendenz bei den Ausgegeben Ergebnissen): KIs sind beeinflussbar. Durch eine bestimmte, beispielsweise politische Tendenz in den Trainingsdaten können also Ausgaben einer solchen KI in einem bestimmten politischen Spektrum ausfallen. 

Zensur und Verfälschung (durch Staaten oder einzelne Unternehmen): Durch Inhaltsfilter und dem Kappen von Verknüpfungen innerhalb der Trainingsdaten können KIs zensiert werden. Dafür gibt es verschiedene Gründe, manche politisch, manche aufgrund von Fehlschlüssen der KI zu bestimmten Personen, die danach ihren Namen für die KI sperren lassen haben. Für die Nutzerinnen und Nutzer sind solche Zensuren vor allem dadurch bemerkbar, dass die KI eine Ausgabe verweigert (z.B. filtert die chinesische KI “DeekSeek” Inhalte entsprechend den Vorgaben der Politik).

Leitende Fragen zum Thema

Ganze Klasse: Welche KIs kennt ihr?

Kleingruppen:

  • Was kann die jeweilige KI? (Texte erstellen, Fragen beantworten, Bilder generieren, Präsentationen gestalten, Audio erzeugen, …)
  • Welches Unternehmen/Konzern/Person hat die KI erfunden/betreibt sie/besitzt sie heute?
  • Kostet die KI Geld? Gibt es ein Bezahlmodell (z.B. durch Abo oder Coins/Tokens)?
  • Wobei hat die KI Probleme oder woran scheitert sie?
  • Welche Daten von dir selbst (Fotos, Texte, Stimme etc.) oder anderen Personen kannst du in die KI eingeben/hochladen? 

Download Arbeitsblatt

AB 03, Wem gehört welche KI
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Video: Ausbeutung durch KI-Konzerne

Ausbeutung zum Training von KI

Neben den Eingaben von Nutzer:innen setzen die Anbieter zum Teil auch auf bezahlte Klickarbeiter, die oftmals in Niedriglohnländern Inhalte erstellen, überprüfen, freigeben oder Fehler beheben. Die dortigen Arbeitsbedingungen und die schlechte Bezahlung sind in der Vergangenheit mehrfach kritisch aufgefallen. Die Klickarbeiter müssen dabei insbesondere belastenden und verstörende Inhalte von Gewalt, Pornographie oder Misshandlungen ansehen, um diese für die KI zu kategorisieren und herauszufiltern. Eine psychologische Betreuung, um das Gesehen zu verarbeiten, fehlt in der Regel. 


In diesem Video werden die Zusammenhänge zwischen KI-Training und Clickworking erläutert. [12:15 Min]


Weiterführende Links

Gutachten von KI-Anbieter Mistral zur Umweltbilanz von KI-Anfragen
golem.de

Wochenlimit auf Anfragen an KI-Chatbot Claude
golem.de

KI und Umwelt

Deine Suchanfrage im Netzt kostet dich meist nichts, weil du das Internet kostenlos nutzen kannst. Aber was kostet es den Anbieter? Das hängt davon ab, wie kompliziert deine Frage ist. Wie hängt das zusammen? Die Beantwortung deiner Frage löst bei einer Suchmaschine oder einem KI-Chat eine Kette von algorithmischen Berechnungen aus. Diese werden von Computern durchgeführt, die Strom verbrauchen. Je länger sie rechnen müssen, desto mehr Strom benötigen sie.  Dass komplexe Rechenleistung viel Strom verbraucht kennst du vermutlich von deinem Smartphone. Wenn du Spiele Spielst oder Videos schaust ist dein Akku viel schneller leer, als wenn du nur Texte auf dem Bildschirm liest.

Warum ist denn das ausgeben von KI-Inhalten so viel rechenintensiver? Bei normalen Suchanfrage ist das Ergebnis irgendwo abgespeichert und muss nur abgerufen und dir angezeigt werden. Bei KI-Anfragen wird es hingegen erst in dem Moment ganz individuell generiert. Das ist ein Prozess von vielen Berechnungen und Abgleichungen mit den Werten. Deshalb benötigt eine KI-Anfrage, gerade wenn es zum Beispiel um das Erstellen eines Bildes statt bloß dem Anzeigen eines bereits existierenden Bildes geht, viel mehr Rechenschritte. Hier erklären wir dir nochmal genauer, wie ein KI-Netzwerk seine Ergebnisse generiert.

Vielleicht hast du mitbekommen, dass in den letzten Jahren die Preise für Grafikkarten, wie sie in Gaming-PCs oder Konsolen eingesetzt werden, sehr stark angestiegen sind. Das hängt mit der verbreiteten Nutzung von KI zusammen. Denn nicht nur Spieler aus aller Welt kaufen diese Grafikchips, die sehr gut große komplexe Berechnungen durchführen können, sondern auch Betreiber von Rechenzentren für Künstliche Intelligenz wollen mit diesen Chips ihre Suchanfragen schneller berechnen lassen.  

Energiebedarf und KI: Der Stromverbrauch hinter ChatGPT & Co.

Videobeschreibung

In dem Video werden die Zusammenhänge von Stromverbrauch für Rechenleistung beim Erstellen von KI-Inhalten erläutert [4:19 Min.].

Aktivität: KI und Nachhaltigkeit

Aufgabenbeschreibung:
Hinter der Verwendung von KI stehen neben Aspekten des Datenschutzes auch Fragen von Energie und Ressourcen (Strom, Trinkwasser, seltenen Erden und andere Rohstoffe). 

Schauen Sie mit den Schüler:innen das Video „Energiebedarf und KI: Der Stromverbrauch hinter ChatGPT & Co.“ https://youngdata.de/vor-ort/rp/wie-funktioniert-ki.

Stellen Sie im Vorfeld die Leitfragen in der rechten Spalte.

Lernziel:
Erarbeiten Sie mit der Gruppe Aspekte, die die Komplexität von Rechenleistung, Cloudspeichern, Datenübertragung, Echtzeit-Berechnungen darstellen. Die Diskussionsziele können Orientierung geben.

Diskussionsziele:

Die Beantwortung von Frage löst eine Kette von algorithmischen Berechnungen aus. Diese werden von Computern durchgeführt, die Strom verbrauchen. Je länger sie rechnen müssen, desto mehr Strom benötigen sie. 
(Alltagstransfer: der Smartphone-Akku wird schneller leer, wenn man Spiele spielt oder Videos schaut). 

Bei normalen Suchanfrage ist das Ergebnis irgendwo abgespeichert und muss nur abgerufen und angezeigt werden. Bei KI-Anfragen wird es hingegen erst in dem Moment ganz individuell generiert. 
(Alltagstransfer: Wieviel Mehrwert bringt die KI-Antwort bei einfachen Fragen gegenüber einer Ausgabe des Suchergebnisses? Was hab t irh Anderes/besseres Eerfahren?) 

In den letzten Jahren die Preise für Grafikkarten, wie sie in Gaming-PCs oder Konsolen eingesetzt werden, sehr stark angestiegen. Das hängt mit der verbreiteten Nutzung von KI zusammen. Denn nicht nur Spieler aus aller Welt kaufen diese Grafikchips, sondern auch Betreiber von Rechenzentren für Künstliche Intelligenz wollen mit diesen Chips ihre Suchanfragen schneller berechnen lassen. 
(Alltagstransfer: Gaming-PCs werden teuer)

Ressourcen als Hürde für neue Innovationen. Kleine Anbieter können sich nicht am Markt behaupten, Gefahr von Oligopolen.


Stichworte:
Token: Manche KIs verwenden Token als „Bezahlung“ für das Generieren bestimmter Inhalte. Je komplexer der Inhalt, desto mehr Token. Sind die Token aufgebraucht, muss man entweder warten, bis man neue erhält oder man kauf weitere Token und somit weitere „Rechenleistung“ gegen reales Geld. 

Clickworking: Aufgaben, die nur von Menschen erfüllt werden können, wie z.B. das Einordnen von verstörenden und kritischen Inhalten, werden unter z.T. sehr schlechten Arbeitsbedingungen in Niedriglohnländern durchgeführt. 

Leitende Fragen

  • Wieso benötigt eine Suchanfrage an einen KI-Chatbot mehr Energie als eine normale Suchanfrage?
  • Wann sollte man eine KI-Suche durchführen, wann genügt eine “normale” Suche?

Anschlussfrage: Was passiert, wenn KI so Ressourcenintensiv und teuer wird, dass sich nur noch große Unternehmen das Betreiben und Weiterentwickeln von KI leisten können?

Download Arbeitsblatt

AB 04, KI und Nachhaltigkeit
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Kiosk: News zum Thema

Musks KI dreht durch
https://youngdata.de/n/musks-ki-dreht-durch

Wie es Studenten gelang, Leuten ihre Adresse aus dem Gesicht abzulesen
https://youngdata.de/n/wie-es-studenten-gelang-leuten-ihre-adresse-aus-dem-gesicht-abzulesen 

Inhaltssperre bei ChatGPT?
https://youngdata.de/n/inhaltssperre-bei-chatgpt 

Chinas neue KI “DeepSeek” wirft Fragen auf
https://youngdata.de/n/chinas-neue-ki 

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