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Wie intelligent ist dein Smartphone? Künstliche Intelligenz in Handys einfach erklärt

Was kann eigentlich die künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence) in deinem Smartphone? Immer mehr Handys werden mit AI-Optimierungen angepriesen, aber was steckt genau dahinter? Wir haben die Lupe ausgepackt und geben dir einen kleinen Einblick, was sich unter dem Smartphone-Gehäuse abspielt.

1. Was ist diese künstliche Intelligenz überhaupt?

Zu Beginn wollen wir an einem kleinen Beispiel kurz erläutern, wie künstliche Gehirne überhaupt lernen können.
Stell dir vor dein Haus steht in Flammen. Die Feuerwehr steht leider auf der A3 im Stau und so formen deine Nachbarn eine Löschkette. Sie tragen von überall her Kessel voller Wasser und geben sie jeweils an die Vordermänner weiter, bis der letzte das Wasser ins Feuer giesst.

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Jetzt gibt es allerdings ein paar durstige Nachbarn, die sich gerne einen Schluck aus den Eimern gönnen, so dass nicht die optimale Wassermenge beim Haus ankommt. Deshalb ruft der Vordermann nach hinten, man soll doch dem durstigen Roland eine scheuern, weil dieser den Eimer am längsten bei sich hatte. Nachdem sich Roland eine gefangen hat, trinkt er nicht mehr so viel aus dem Eimer. So geht es mit allen durstigen Nachbarn, bis endlich die optimale Wassermenge durchkommt und das Feuer gelöscht wird. 

So ungefähr funktioniert maschinelles Lernen (machine learning) bei einem neuronalen Netz beziehungsweise einer künstlichen Intelligenz. Das heisst, wenn etwas falsch ausgegeben wurde, gibt das Netz den entstehenden Fehler anteilsmässig an die dafür verantwortlichen Neuronen zurück und versucht so, sich selber zu optimieren. Dieser Prozess wird auch als backpropagation bezeichnet.

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Vereinfachte schematische Darstellung eines fröhlichen Neuronalen Netzwerks

Neuronale Netze sind schematisch ähnlich wie ein menschliches Gehirn aufgebaut und verknüpfen sehr viele einzelne Funktionen – sogenannte Neuronen – miteinander. Im Beispiel ist jeder Nachbar so eine Funktion. Es kommt eine bestimmte Menge Wasser rein und sie geben eine verarbeitete Menge Wasser wieder weiter. Durch die Verknüpfungen untereinander können neuronale Netze so sehr viele Berechnungen parallel verarbeiten.

Dabei steht zu Beginn dein Befehl, beispielsweise wenn du ein Foto machst. Die Kamera in deinem Smartphone erfasst dabei die Informationen verschiedener Sensoren und macht vielleicht sogar mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Belichtungszeiten. Das Neuronale Netz kriegt dann als Input all diese verschiedenen Informationen und verarbeitet diese über die verschiedenen Ebenen von Neuronen, bis ein optimiertes Bild entsteht, welches du schliesslich auf dem Display anschauen kannst.

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2. Wie hilft uns das bei der Geschwindigkeit?

Wahrscheinlich hast du bereits von der CPU gehört, der central processing unit, die wir im Alltag meist einfach als Prozessor bezeichnen. Die CPU nimmt unsere Befehle entgegen und leitet diese an andere Teile des Computers weiter. Dabei verarbeitet sie die Daten gemäss dem Code der benutzten App. Immer mehr Smartphones unterstützen den Prozessor dabei mit einem neuronalen Netz, um möglichst effizient zu arbeiten. So können NPUs – neural processing units – vom System durchgeführte Berechnungen drastisch beschleunigen.

3. Wie hilft uns das bei der Sprachsteuerung?

Nicht nur bei der Optimierung von Prozessor-Leistungen ist die AI sehr nützlich. Wenn beispielsweise Befehle per Sprachsteuerung eingegeben werden sollen, sorgt die AI dafür, dass dein Smartphone deine Stimme immer besser erkennt und von Hintergrundgeräuschen unterscheiden kann. Auch Übersetzungen können mit Hilfe von neuronalen Netzen verbessert werden.

4. Wie hilft uns das bei der Fotografie?

Bei der Fotografie kann dein Smartphone, dank trainiertem AI-Algorithmus, bestimmte Objekte erkennen. Vordergrund und Hintergrund können so einfacher voneinander getrennt werden, was ziemlich coole Spielereien mit Tiefenschärfe ermöglicht. Viele moderne Smartphone-Kameras nehmen gleich mehrere Bilder auf und fügen diese, wie bereits erwähnt, im Nachhinein mit Hilfe eines AI-Algorithmus zu einem möglichst optimalen Bild zusammen. Auch Informationen von RGB- oder Monochromsensoren können so optimierend in die Bildinformation einfliessen. Das sorgt vor allem bei schlechter Belichtung für bessere Ergebnisse.

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Da mit neuronalen Netzen Objekte erkannt werden können, werden sie auch für die automatische Gesichtserkennung eingesetzt. Die AI lernt sozusagen, dein Gesicht bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen wieder zu erkennen. Du siehst, vieles ist möglich.

5. Wie intelligent ist mein Handy?

Die künstliche Intelligenz bleibt ein spannendes und aktuelles Thema im Smartphone-Bereich und wir werden sehen, was damit alles noch möglich werden wird. Mit der Android-App «AI Benchmark», die an der ETH Zürich entwickelt wurde, kannst du übrigens selber messen, wie intelligent dein Smartphone jetzt bereits ist.

Und solltest du jetzt ein intelligentes Upgrade brauchen … hier eine Auswahl 😉

So geht der Mobile World Congress mit vielen Innovationen, auf die wir uns freuen können, zu Ende. Wenn du auch weiterhin über die neusten News und Trends aus der Mobile-Welt informiert bleiben willst, folge uns auf Social Media, oder schau hin und wieder hier auf unserem Blog vorbei.

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