Wie funktioniert eigentlich Machine Learning?
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Wie funktioniert eigentlich Machine Learning?


The ads you see, which price you pay, which movies get recommended and even who your next date is. All those things today are influenced by artificial intelligence. Most people have heard of AI before. It’s a very hot topic right now. But many people might not know how it actually works. How do algorithms that can seemingly learn anything, work? The term ‘artifical intelligence’ is a bit dramatic and often used in popular science. Experts speak of Machine Learning instead. But how does it acutally work? How can a computer that works solely with 1s and 0s, learn something? When I ask you which of these two pictures shows a human, then this should be no problem for you. We can also identify blurry, covered or hidden people. And even a new concept that you’ve never seen before can be learned in seconds and recognized without me telling you the specific elements that make up this concept. But when it comes to explaining how we can recognize something, we are clueless. How do wo learn? Well, of course learning hast to happen somewhere in the brain and it therefore has to do something with the neurons and synapses In our brains. But while we understand how single a neuron works it is nearly impossible to predict how many interconnected neurons work together. Dr. Jascha Ulrich: One approach of machine learning are neural networks. The idea of neural networks a loosely inspired by how the brain might work. Moderator: This is Dr. Jascha Ulrich who works at ZEISS’s ‘active research’ department on artificial intelligence and I asked him to to explain to me what neural networks are in a nutshell. Dr. Jascha Ulrich: Ok, very simply. For a neural network you need a neuron. A neuron is simple, it get’s an input and gives you an output. The output can be different from the input. It’s very simple. Now I can connect multiple neurons together to form a very big network. And now I can accomplish much more complex tasks with a lot of little pieces that all do simple tasks. Moderator: To get a better idea on how this process works let’s build our own neural network. Let’s say we want it to recognize faces. At the beginning our network is nothing more than computer program that simulates single knots. Those knots are really called neurons. And one neuron only has one task: to receive a number, alter it in some way and to send out the answer. For example: a neuron could have the task to half every number it gets. Also, our network is organized in layers and can send values from one layer to another. At the end there are only two neurons: “face” and “no face” which are our result. If everything’s working then of those neurons should display a high number when feeding a picture into the network. Because we started with random values the result in nonsense. The network is total chaos and doesn’t make sense. And that’s ok because we don’t want to tell the network how to work. Now it get’s interesting. Now our network is going to learn. A neural network is a mathematical function. And by tweaking the values of this function out network is able to “learn”. When we feed a picture into our network and receive a random result we can push our network in the right direction. We know the picture contains a human face and so we want the neuron “face” to receive a high number and the neuron “no face” a small number. To achieve this we can influence the connections to our neurons by altering the values in the layer before that. And to alter those values, we need to change the ones in the layer before that. Every value matters and changes the result because everything in our network is connected. After we fed the first picture into the network and tweaked a tiny bit we feed a second picture and then a third. And so on. With every single picture we feed into the network we look at the result and tweak the hundreds, thousands or millions of values so that the result is a little bit more correct. Depending on the task you need millions of training pictures that all need to be labeled by humans. This is a lot of data. But it’s worth it. Because our network is now able to distinguish between pictures of faces and pictures without faces.

100 Comments

  • Doktor Whatson

    Hey Leute. Ihr habt sicherlich mitbekommen, dass ich in den letzten Monaten auf diesem Kanal kaum aktiv war. Das lag vor allem daran, dass ich an meinem Abschlussfilm gearbeitet habe. Der ist inzwischen abgedreht und befindet sich gerade in der Postproduktion. Als nächstes steht die Bachelorarbeit an, aber währenddessen kann ich auf jeden Fall wieder einige Videos machen 🙂

    Übrigens war ich nicht komplett inaktiv! Für das ZDF durfte ich eine kleine Doku auf dem Kanal von Terra X produzieren: https://youtu.be/qzCD0ICPWEQ

    Auf dem Kanal der Elektroindustrie mache ich regelmäßig Videos und erkläre zum Beispiel, wie Bitcoin funktioniert: https://youtu.be/9HO6Mz3jDmw

    Und natürlich bin ich weiter Sprecher auf dem Kanal Schlaumal: https://youtu.be/uvcleXH_GF8

  • Knowledge FACTory

    Freut mich, dass du mal wieder ein Video hochgeladen hast, hab ich echt gefreut. Übrigens sehr interessantes Thema und sehr gute Umsetzung. Freue mich schon auf das nächste Video

  • Philipp Wieczorek

    Sehr gutes Video sehr einfach gehalten was gut ist aber mit der Zeit könnte man etwas mehr ins Detail gehen damit es noch interessanter wird

  • Daydream Flight

    Ich frage mich nun woher man wissen soll das unser Gehirn nicht auch in irgend ein neuronales Netzwerk ist. Das würde heißen das machine learning in der Lage sein könnte ein "Bewusstsein" zu bekommen.

  • Silberskorpion

    Tolles Video, das die Funktion eines neuronalen Netzes sehr gut erklärt. Danke!

    Ich bezweifele allerdings, dass wir uns in einem so frühen Stadium dieser Technik und bei exponentiellem Fortschritt so dicht vor der erwarteten technologischen Singularität anmaßen können, zu prophezeien, was NICHT möglich sein wird. Da haben in anderen Fällen auch vermeintliche Experten oft dazulernen müssen. Ich denke sehr wohl, dass bei ausreichender Komplexität der Funke eines Bewusstseins in einer KI entstehen kann, wie er auch in uns biologischen Intelligenzen entsteht. Dem steht kein Naturgesetz entgegen. Elon Musk, der Zugang zu einer der am weitesten entwickelten KI hat, schätzt die Situation mit der zu erwartenden Überflügelung des Menschen wohl realistischer ein.

  • Einfach Denken

    Dass ein Neuronalesnetzwerk kein Bewusstsein hat ist zwar richtig, aber nach dem Determinismus sind wir ja quasi auch nur ein Komplexes Neuronalesnetzwerk, dass bei einem Input einen bestimmten Output generiert…

  • allinonemovie

    Bei der Aussage künstliche Intelligenz sei nur populärwissenschaftlich würde ich dir nicht ganz zustimmen. Es ist populärer, natürlich, aber Machine Learning ist nur ein Unterfeld des großen Forschungsfelds künstlicher Intelligenz. Ich finde im Machine Learning Guide Podcast wird das ganz gut erklärt. Nvidia hat auch ein paar Artikel zu dem Thema. Für alle die sich weiter mit dem Thema neuronale Netze beschäftigen wollen, kann ich das Deeplearningbook (kostenlos) empfehlen. Um einen groben Überblick zu bekommen, sind auch die Videos von 3blue1brown sehr empfehlenswert!

  • Sebastian Dorn

    Sehr schön dich wieder zu sehen. Und wie immer – tolles Video.

    Gut, dass s dir gut geht.

    Eine Frage,
    Du denkst also auch, dass künstliche Intelligenz die Menschheit nicht vernichten kann?
    Viele Wissenschaftler haben da Bedenken….. Ich nicht, man muss den Computern ja nur den Strom abschalten und dann war es das mit "anti-Mensch – Rechnereien"… Ist wie siehst du das?

  • Hadicii

    Bin schon seit Kanalstart dabei und will dir unendlich dafür danken, dass du mich für Naturwissenschaften begeistert hast, was die Schule leider nicht gemacht hat 🙂

  • Hironymus Reiberdatschi Roulettemillionär

    Die Künstlche Intelligenz wird m.E. total überbewertet, es st – wie Sie sagen – in Wahrheit nur eine mathematishe Folge, die aus zuvor berechneten Punkten entsteht. Es werden viel zu viel Hoffnungen und Ängste produziert, besonders von sogenannten Ubnergangspropheten. Eigentlich ist die sog. Künstliche Intelligenz undNeuronale Netze nur ein programmiertes Softwareprograsmm, dem man einen neuen Namen, KI und NN, verpasst hat. So was berechnet nur aufgrund vorheriger Eingaben eiune Posiution, eigentlich ist die KI eine Datenbankmit verlängertem Excel.

  • BiwiHD

    Kennst du ein Mädchen, was 13-14 Jahre alt ist, Fußball und Tennis spielt, in Krefeld wohnt, und aus den USA stammt?

  • blockii

    Lol…wie geil…Vor paar Tagen dacht ich mir noch "Wär dochmal cool, wenn jemand für einen Laien wie mich mal erklären könnte wie künstliche Intelligenz funktioniert".

    Yo, dank dir 😀

  • Sidney Thelen

    Ich dachte schon kurz, dass ich mir dieses Tolle Phänomen einbilde, aber nein! Es wurde tatsächlich ein weiteres, Geniales, Mega geiles Video 😀 Sehr schönes Und Informatives Video!

  • blust bibi

    Hey. Ich hab erst ein paar Videos gesehen, aber ich finde , dass deine Videos echt eine der besten auf Youtube sind 😀 was machst du eigentlich beruflich wenn ich fragen darf?

  • Joel Picard

    Du hast das ganze jetzt bis zu den Punkt erklärt, bis zu dem ich es schon mehr oder weniger verstanden hatte. Was ich nicht verstehe, ist wie greift der Mensch beim nachjustieren der Neuronen ein? Basiert das auf Zufall, und der Algorithmus, der die besseren Ergebnisse liefert wird weiter variiert? Oder probieren tatsächlich Menschen, welche Neuronen sie wie verändern müssen, um zu besseren Ergebnissen zu kommen?

  • lets fish 44

    Wenn man in der Zeit reist gibt es sich selbst ja zweimal .einmal das selbst aus der Zukunft und das Zeit Reisende ich .oder ist es so dass jedes "ich" in die Zukunft reist . Kannst du darüber mal reden und es versuchen zu erklären

  • Ein Account

    Du machst mir so Angst😣
    BITTE SAG NICHT das das mit dem computer also das wir darin leben war ist😯! Ich kann denken ich bin real..!

  • Kaspar Jöhnk

    Hi ich habe eine Video Idee für dich: bin ich das einzige denkende ich? Was für ein alles um mich herum nur vorgegaukelt ist? Also das war's Descartes gesagt hat
    LG
    Kaspar

  • Qymaen jai Sheelal

    Deine Videos sind wirklich sehr faszinierend und und inspirierend, wahres Gold auf YouTube! Vielen Dank. Könntest du vielleicht auch mal ein Video zum Thema prähistorische Tiere produzieren? Ich interessiere mich unglaublich für diese und falls es dich auch tangiert, wäre das doch eine tolle Idee.

  • Kai Kirchner

    Eigentlich kann man doch davon ausgehen das Maschine Learning lediglich Digitale Warscheinlichkeitsrechnung ist. So zumindest die Erklärung mit DEM Baumdiagram

  • Adriano

    Eigentlich kommentiere ich nie videos, aber das Video war zu gut um es nicht zu loben. Ich war zuerst skeptisch ob man das Thema in so kurzer Zeit gut erklären kann. Aber du hast das genial gelöst. Danke

  • Artificial Intelligence Quantenmechanik

    Es ist doich so, dass ein NN sich durch ihre Schichten auszeichnet, und diese Schichten, die ja alle programmiert werden müssen oder sind, verbrauchen Unmengen an Daten. Google beispielsweise arbeitet teilweise mit 100.000 Schichten, deshalb istr das dort auch (fast) so genau. Abver welhcer kleine Programmierer zu Hause kann sich das schon leisten mit seinem Aldi-Rechner. Und wir stehen bei der KI deren Grundlage ja die NN sind, erst am Anfang, ich frage mich, wo wiurd und soll das hinführen, wenn Google z,B. immer vorne bleiben will, müssen sie bald mit mehreren Millionen Schghichten bzw. Eebenen arbeiten, und was da für eine Rechnerleistung notwendig ist, dürfte jedem klar sein. Trotzdem binb ich zuversichtlich, in etwa 80-100 Jahren haben wir den Künstlichen Mensch, vielleicht nicht so vollendet wie der eigentliche Mensch, aber vielleicht einen, den viele Frauen auch heiraten würden. Sehen Sie nur bei den Autos vor 100 Jahren, wir sind heute soweit wie die Autobauer vor 100 Jahren, und sehen Sie, wie sich das Auto entwickelt hat, jetzt sind wir schon wieder dabei, das Auto abzuschaffen., Man kann natürliuch nur hoffen, dass es mit den Menschen nicht auch so kommt, heute steckjt die KI noch in den Kinderschuhen, aber wie sieht es in 100 Jahren aus, vielleicht schafft dann die KI uns Menschen ab.

  • Die Swagger

    Kann man nicht theoretisch einen Algorithmus erstellen, der die Algorithmen anpasst, sodass man dafür doch keinen Menschen mehr braucht?

  • Simsala Animationen

    Und wie genau verändern wir die Werte das es "einen Schubs in die richtige Richtung" bekommt? Wir werden das ja wohl kaum manuell machen, denn das wäre kein selbstständiges lernen des Netzwerkes. Mir fehlt da immer noch eine vernünftige Erklärung!

  • TARDIS

    Sorry, aber: Welch ein Unfug.

    Es gibt eine Menge von verschiedenen NN (Adaline, Madaline, Peceptron, Back Propagation, Hope Field etc. etc.). Das was hier erklärt wird ist – und leider noch nicht mal vollständig: Back Propagation und nicht "Machine Learning". Was hat im Gottes Willen hat "Machine Learning" mit Back Propagation zu tun?

    Sorry, aber das Video ist – und da erlaube mich mir als jemand der KI als Schwerpunkt im Studium hatte – einfach rundum Unfug.

  • — :D —

    Kann es neuronale geben die nicht nur 2 Sachen ausgeben zum Beispiel Mensch oder kein Mensch sonder zum beispiel mensch, katze oder hund

  • Jacob Thiede

    Aber wie ist es denn bitte mit diesen Bots die Videospiele lernen und gar nicht vorgegeben bekommen wie sie überhaupt das Spiel gewinnen?

  • Trineax - Electronic Engineering & Coding

    ACHTUNG! Du sprichst am Anfang dieses Videos von Künstlicher Intelligenz was ja eigentlich auch okay ist… Nur wenn wir von künstlicher Intelligenz sprechen, meinen wir normalerweise eine allgemeine KI, also eine künstliche Intelligenz, die allgemein frei denken kann, Gefühle entwickeln kann und vor allem Sachen interpretieren kann… So etwas haben wir im heutigen Stand der Entwicklung noch nicht und es wird wahrcheiblich noch Jahrzehnte dauern, bis wir die erste allgemeine KI, die ausgereift und unendlich viele Algorythmen hat bzw. diese selber erstellen kann sehen…
    LG Alex / Trineax

  • TheJowix

    Hey Sedrik,
    danke für dieses geile Video! Es hat mich zum Thema meiner Fachpräsentation inspiriert, welches mir zu einem Stipendium verholfen hat!😁😁

  • a m

    Ich hatte immer Angst dass ein Diktator die KI so programiert wie er es braucht und viele Menschen vernichtet.
    Deine Aussage dass Maschienen nicht wie Kinder manipuliert werden können beruhigt mich sowas von.

  • LordDargnes

    muss ich leider wirklich ein dislike geben, zum ML gibt es mehr als die eine Möglichkeit die wesentlich besser sind und eine Zuverlässigkeit von 99,9% haben die aller wenigsten.

  • Straussi 4K

    –0:30 ich bekomm erst mal Werbung für nen Machine-Learning Kurs. 0:01 Cedric eröffnet das Video mit dem Satz: "Werbung […] wird von Machine Learning bestimmt." 😂

  • Marco Fichtner

    Irgendwie halte ich diese Aussage von dem Professor für sehr gewagt wenn sagt, das eine KI absolut nicht dazu in der Lage wäre ein eigenes Bewusstsein zu entwickeln, nur weil es eine Mathematische (Variable!) Formel ist. Unser Gehirn ist zwar Biologischer Natur. Biologisch bedeutet in diesem Zusammenhang aber nur, das es aus Bio-Chemischen höchst komplexen Reaktionen entstanden ist. Eine KI wäre in dem Fall halt nur Mechanisch von Menschenhand gebaut! Das Gehirn kann neue Neuronen und Synapsen bilden, das kann die KI durch Simulation von neuen Virtuellen Kernen auch (sofern genug Rechenpower und Speicherkapazität vorhanden ist!). Aber von der Grundfunktion, kann eine KI meiner Meinung nach die Gehirnströme in ihrer Komplexität und Interpretation in jeder Hinsicht nachkommen! Denn die Hirnströme basieren ja nicht nur auf: "Signal kommt von Neuronenzelle A über Synapse 1 zu Neuronenzelle B und wird weitergeleitet von Neuronenzelle B über Synapse 2 an Neuronenzelle C welcher wiederum das Signal weiterleitet über Synapse 3 an Neuronenzelle A und auch Diagnonal!. Signale sind in dem Fall die unterschiedlichen Botenstoffe welche unterschiedliche Interpretationen und darauffolgende Signale als Ergebnis bringen. Diese kann man als einfache Variablen mit mehrfachem Index (und verbundenen Conditions) sehr wohl für eine KI nachmachen! Erst recht wenn man für eine KI versuchen würde, Bereiche zu ermitteln/definieren welche bestimmte Aspekte bearbeiten und ergo einen anderen Quellcode eventuell benutzen welche aber mit den anderen Bereichen nickt konkurieren sondern zusammenarbeiten. Das käme unseren Hirnarealen gleich. Genau genommen könnte man sagen, das unser Gehirn mit seinen mehreren Hirnarealen welche unterschiedliche Aufgaben haben, einfach nur ein Supercomputer ist, mit Bereichen welche alle einen anderen Quellcode haben und mit einander Interagieren. Als würden in unserem Kopf mehrere KIs zusammen arbeiten um letztendlich die Haupt-KI mit den nötigen Ergebnissen zu versorgen die unser Bewusstsein bilden.

    Also dem sei Vorsicht gewarnt wer sagt das eine KI welche Lernfähig ist und die Programmierer dieser selbst nicht mehr sagen können was die KI da gerade berechnet mit welchen zusammenhängen, dass das Ungefährlich sein und unbedenklich!

  • Ashkari

    Das Problem bei neuronalen Netwerken, die durch maschine learning gefüttert werden, ist ja eben, dass man von außen nicht mehr erkennen kann, was die Entscheidung am Ende ist. Deswegen kann es ja gerade zu Diskriminierung kommen. Ich find Dein Video zu unkritisch. Wobei Du die Sache echt gut erklärst.

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