{"id":23199,"date":"2025-04-11T10:52:13","date_gmt":"2025-04-11T10:52:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/23199\/"},"modified":"2025-04-11T10:52:13","modified_gmt":"2025-04-11T10:52:13","slug":"wie-koennen-naturwissenschaften-von-ki-profitieren-kabinett-online","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/23199\/","title":{"rendered":"Wie k\u00f6nnen Naturwissenschaften von KI profitieren? \u2013 Kabinett Online"},"content":{"rendered":"<p>\n\t\t\t\tProf. Dr. J\u00fcrgen Bajorath | vom LIMES-Institut der Universit\u00e4t Bonn, vom Bonn-Aachen International Center for Information Technology (B-IT) und vom Lamarr-Institut f\u00fcr Maschinelles Lernen und K\u00fcnstliche Intelligenz.<br \/>\nFoto: Uni Bonn\t\t\t<\/p>\n<p>\t\t\tPublikation der Uni Bonn warnt vor Missverst\u00e4ndnissen im Umgang mit Vorhersage-Algorithmen<\/p>\n<p><b>Forschende aus Chemie, Biologie oder Medizin setzen zunehmend auf KI-Modelle, um neue Hypothesen zu entwickeln. Doch h\u00e4ufig ist unklar, auf welcher Basis die Algorithmen zu ihren Ergebnissen kommen und wie sehr diese verallgemeinerbar sind. Eine aktuelle Publikation der Universit\u00e4t Bonn warnt nun vor Missverst\u00e4ndnissen im Umgang mit K\u00fcnstlicher Intelligenz. Zugleich zeigt sie auf, unter welchen Bedingungen Forschende den Modellen am ehesten Vertrauen schenken k\u00f6nnen. Die Studie ist nun in der Zeitschrift \u201eCell Reports Physical Science\u201c erschienen. <\/b><\/p>\n<p><strong>Lernf\u00e4hige Computeralgorithmen sind erstaunlich leistungsf\u00e4hig<\/strong>. Doch sie haben einen Nachteil: Von au\u00dfen betrachtet ist oft nicht ersichtlich, auf welcher Basis die Modelle ihre Schl\u00fcsse ziehen.<\/p>\n<p><strong>Mal angenommen, man f\u00fcttert eine K\u00fcnstliche Intelligenz mit Fotos von mehreren Tausend Autos<\/strong>. Wenn man ihr nun ein neues Bild vorlegt, kann sie in der Regel treffsicher erkennen, ob darauf ebenfalls ein Pkw zu sehen ist. Doch woran liegt das? Hat sie wirklich gelernt, dass ein Auto vier R\u00e4der, eine Windschutzscheibe und einen Auspuff hat? Oder orientiert sie sich an Kriterien, die eigentlich v\u00f6llig irrelevant sind \u2013 etwa der Antenne auf dem Dach? Falls dem so w\u00e4re, k\u00f6nnte es sein, dass sie auch ein Radio als Auto klassifiziert.<\/p>\n<p><strong>KI-Modelle sind eine Black Box<\/strong><\/p>\n<p>\u201e<strong>KI-Modelle sind eine Black Box<\/strong>\u201c, betont <strong>Prof. Dr. J\u00fcrgen Bajorath<\/strong>. \u201eDaher sollte man ihren Schlussfolgerungen nicht blind trauen.\u201c <strong>Der Chemieinformatiker leitet am <a href=\"https:\/\/lamarr-institute.org\/de\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener nofollow\">Lamarr-Institut<\/a> f\u00fcr maschinelles Lernen<\/strong> und k\u00fcnstliche Intelligenz den Bereich KI in den Lebenswissenschaften. Zudem verantwortet er das Life Science Informatics Programm am Bonn-Aachen International Center for Information Technology (b-it) der Universit\u00e4t Bonn. In der aktuellen Publikation ist er der Frage nachgegangen, wann man sich auf die Algorithmen am ehesten verlassen kann. Und umgekehrt: wann nicht.<\/p>\n<p><strong>Eine wichtige Rolle spielt dabei das Konzept der \u201eErkl\u00e4rbarkeit\u201c<\/strong>. Darunter versteht man bildlich gesprochen die Bem\u00fchungen der KI-Forschung, ein Guckloch in die Black Box zu bohren. Der Algorithmus soll preisgeben, an welchen Kriterien er sich orientiert \u2013 an den vier R\u00e4dern oder an der Antenne. \u201eDieser Ansatz ist momentan ein zentrales Thema in der KI-Forschung\u201c, sagt <strong>Bajorath<\/strong>. \u201eEs gibt sogar KIs, die nur daf\u00fcr entwickelt wurden, die Ergebnisse anderer KIs nachvollziehbarer zu machen.\u201c<\/p>\n<p><strong>Die Erkl\u00e4rbarkeit ist aber nur ein Punkt \u2013 ebenso wichtig ist die Frage, welche Schl\u00fcsse sich aus dem von der KI gew\u00e4hlten Entscheidungskriterium ableiten lassen<\/strong>. Wenn der Algorithmus angibt, sich an der Antenne orientiert zu haben, wei\u00df man als Mensch sofort, dass dieses Merkmal sich zur Identifikation von Autos schlecht eignet. Lernf\u00e4hige Modelle werden aber meist genutzt, um in gro\u00dfen Datens\u00e4tze Zusammenh\u00e4nge zu erkennen, die uns Menschen gar nicht auffallen w\u00fcrden. Uns geht es dann wie einem Au\u00dferirdischen, der nicht wei\u00df, was ein Auto ausmacht: Der k\u00f6nnte gar nicht sagen, ob die Antenne ein gutes Kriterium ist oder nicht.<\/p>\n<p><strong>Chemische Sprachmodelle schlagen neue Verbindungen vor<\/strong><\/p>\n<p>\u201e<strong>Das ist eine zweite Frage, die wir uns beim Einsatz von KI-Verfahren in der Wissenschaft immer stellen m\u00fcssen<\/strong>\u201c, betont <strong>Bajorath, der auch Mitglied im Transdisziplin\u00e4ren Forschungsbereich (<a href=\"https:\/\/www.uni-bonn.de\/de\/forschung-lehre\/forschungsprofil\/transdisziplinaere-forschungsbereiche\/modelling\/home\" target=\"_blank\" rel=\"noopener nofollow\">TRA<\/a>) \u201eModelling\u201c ist<\/strong>: \u201eWie interpretierbar sind die Ergebnisse \u00fcberhaupt?\u201c In der Chemie und Wirkstoffforschung sorgen momentan chemische Sprachmodelle f\u00fcr Furore. Man kann sie zum Beispiel mit vielen Molek\u00fcle f\u00fcttern, die eine bestimmte biologische Aktivit\u00e4t haben. Im Idealfall schl\u00e4gt das Modell auf dieser Basis dann ein neues Molek\u00fcl vor, das diese Aktivit\u00e4t ebenfalls besitzt. Man spricht daher auch von einem \u201egenerativen\u201c oder \u201epr\u00e4diktiven\u201c Algorithmus. Das Modell kann in der Regel allerdings nicht erkl\u00e4ren, warum es zu dieser L\u00f6sung kommt. Dazu m\u00fcssen oft nachtr\u00e4glich Methoden erkl\u00e4rbarer KI angewendet werden.<\/p>\n<p><strong>Bajorath warnt aber davor, diese Erkl\u00e4rungen \u2013 also die Merkmale, die die KI f\u00fcr wichtig h\u00e4lt<\/strong> \u2013 als kausal f\u00fcr die gew\u00fcnschte Aktivit\u00e4t zu interpretieren. \u201eKI-Modelle verstehen nichts von Chemie\u201c, <strong>sagt er<\/strong>. \u201eOft achten sie auf Dinge, die chemisch oder biologisch irrelevant sind.\u201c Dennoch k\u00f6nnen sie mit ihrer Einsch\u00e4tzung sogar richtig liegen \u2013 vielleicht hat das vorgeschlagene Molek\u00fcl also die gew\u00fcnschten F\u00e4higkeiten. Die Gr\u00fcnde daf\u00fcr k\u00f6nnen aber ganz andere sein, als wir aufgrund chemischer Kenntnisse oder Intuition erwarten w\u00fcrden. Um das zu pr\u00fcfen, sind Experimente notwendig: Die Forschenden m\u00fcssen das Molek\u00fcl synthetisieren und testen, ebenso wie andere Molek\u00fcle mit dem Strukturmotiv, das die KI f\u00fcr wichtig erachtet.<\/p>\n<p><strong>Plausibilit\u00e4tspr\u00fcfungen sind wichtig<\/strong><\/p>\n<p><strong>Derartige Tests sind zeitaufw\u00e4ndig und teuer. Bajorath warnt daher vor \u00dcberinterpretationen der KI-Ergebnisse<\/strong> auf der Suche nach wissenschaftlich plausiblen kausalen Zusammenh\u00e4ngen. An erster Stelle m\u00fcsse eine Plausibilit\u00e4tspr\u00fcfung stehen: Kann das von erkl\u00e4rbarer KI vorgeschlagene Merkmal tats\u00e4chlich f\u00fcr die gew\u00fcnschte chemische oder biologische Eigenschaft verantwortlich sein? Lohnt es sich, den Vorschlag der KI weiterzuverfolgen? Oder handelt es sich um ein Artefakt, eine zuf\u00e4llig gefundene Korrelation wie die Autoantenne, die f\u00fcr die eigentliche Funktion gar nicht relevant ist?<\/p>\n<p><strong>Grunds\u00e4tzlich habe der Einsatz lernf\u00e4higer Algorithmen das Potenzial<\/strong>, die Forschung in vielen Bereichen der Naturwissenschaften deutlich voranzubringen, betont der Wissenschaftler. Dazu m\u00fcsse man aber die St\u00e4rken dieser Ans\u00e4tze kennen \u2013 und besonders auch ihre Schw\u00e4chen.<\/p>\n<p><strong>Publikation<\/strong>: J\u00fcrgen Bajorath: From Scientific Theory to Duality of Predictive Artificial Intelligence Models; Cell Reports Physical Science; DOI: 10.1016\/j.xcrp.2025.102516, Internet: <a href=\"https:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S2666386425001158\" target=\"_blank\" rel=\"noopener nofollow\">From scientific theory to duality of predictive artificial intelligence models<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Prof. Dr. J\u00fcrgen Bajorath | vom LIMES-Institut der Universit\u00e4t Bonn, vom Bonn-Aachen International Center for Information Technology (B-IT)&hellip;\n","protected":false},"author":2,"featured_media":23200,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1842],"tags":[13939,1741,3364,29,13940,13941,13942,13943,30,13944,3032,1209,13945,13946,13947],"class_list":{"0":"post-23199","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-bonn","8":"tag-argentinosaurus","9":"tag-bonn","10":"tag-de","11":"tag-deutschland","12":"tag-dino-vr-erlebnis","13":"tag-dinosaurier-ausstellung","14":"tag-dinoworld-koeln","15":"tag-familienausflug-koeln","16":"tag-germany","17":"tag-kindergeburtstag-zoo","18":"tag-koelner-zoo","19":"tag-nordrhein-westfalen","20":"tag-panini-stickeralbum-zoo","21":"tag-timeride-koeln","22":"tag-zoo-jubilaeum-2025"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@de\/114318956555573747","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23199","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23199"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23199\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/23200"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23199"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23199"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23199"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}