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15.03.2019

Entwicklung künstlicher Intelligenz ist in den USA bereits weit fortgeschritten

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Technologiekonzerne wetteifern um die Marktführerschaft / Von Heiko Steinacher

San Francisco (GTAI) - Die USA investieren Milliarden in den Ausbau künstlicher Intelligenz. Noch können US-Firmen ihren Technologievorsprung behaupten, doch China ist den Vereinigten Staaten auf den Fersen.

Überblick

US-Regierung setzt bei der Entwicklung von KI vor allem auf den privaten Sektor

Die USA gelten als führende Nation für die Entwicklung künstlicher Intelligenz (KI). So lautet auch das Ergebnis einer Studie der Konrad-Adenauer-Stiftung aus dem Jahr 2018: Die Stiftung analysiert darin die Förderstrategien in den USA, China, dem Vereinigten Königreich, Frankreich, Finnland und Südkorea. Als einer der Hauptgründe für die Führungsposition der USA werden etablierte Kooperationsstrukturen zwischen Regierung, Privatsektor und Hochschulen genannt, wobei der Staat den Förderschwerpunkt auf Grundlagenforschung legt und die Privatwirtschaft auf Anwendungen.

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Strategische Ziele und Voraussetzungen

Bereits 2016 hat die US-Administration eine nationale KI-Strategie formuliert

Die US-Regierung begreift KI als eine Schlüsseltechnologie, die es zu beherrschen gilt, um die amerikanische Führungsposition in der Welt zu erhalten. Noch fehlt eine ganzheitliche Strategie, um die Entwicklung und Einführung von KI zu fördern, weitestgehend beherrschen die Technologiekonzerne das Feld. Eine überarbeitete Fassung des 2016 von der Obama-Regierung vorgestellten Papiers "National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan" (https://www.nitrd.gov/PUBS/national_ai_rd_strategic_plan.pdf) soll im Laufe des Jahres 2019 vorgelegt werden.

Das am 11. Februar 2019 von US-Präsident Donald Trump erlassene Dekret zur "Erhöhung der amerikanischen Führung bei künstlicher Intelligenz" ("Accelerating America's Leadership in Artificial Intelligence" https://www.whitehouse.gov/articles/accelerating-americas-leadership-in-artificial-intelligence/) weist Bundesbehörden und Ministerien an, Investitionen in KI zu priorisieren. Allerdings ist keine neue Förderung vorgesehen, Gelder sollen lediglich umgeschichtet werden. Eine hochrangige Arbeitsgruppe soll weitere Vorschläge ausarbeiten, wie Bundesbehörden KI vorantreiben können.

Industriell-militärischer Komplex auch für KI bedeutsam

In einem am Folgetag veröffentlichten Strategiepapier fordert das US-Verteidigungsministerium höhere Investitionen in KI für militärische Zwecke - unter Hinweis auf China und Russland. Schon im September 2018 kündigte das Pentagon an, dass es in den nächsten fünf Jahren bis zu 2 Milliarden US-Dollar (US$) in die Weiterentwicklung der KI investieren wolle. KI soll sowohl bei der Aufklärung und Analyse von Bildmaterial als auch der Ausrüstung und Versorgung der Truppen helfen.

Ferner hat das US-Verteidigungsministerium 2018 ein Joint Artificial Intelligence Center (JAIC) gegründet, um KI mehr Raum zu bieten. Zu dessen wichtigsten Aufgaben zählt, ein gemeinsames Fundament durch Cloud-Technologie zu schaffen. Neben einem verstärkten Austausch mit Verbündeten soll auch die Open-Source-Gemeinschaft stärker eingebunden werden, die im Gegenzug Zugriff auf Daten, Forschungsergebnisse und Technologien erhalten soll.

Außerdem wurde im Repräsentantenhaus im September 2018 der Bericht "Rise of the Machines" (https://www.hsdl.org/?abstract&did=816362) mit Empfehlungen an die Politik zur Förderung von KI eingebracht, im Senat folgte ein Gesetzentwurf ("Artificial Intelligence in Government Act": https://www.congress.gov/115/bills/s3502/BILLS-115s3502is.pdf), der für Behörden mehr Ressourcen zur KI-Verwendung bereitstellen soll.

Datenschutz gewinnt langsam an Bedeutung

Die Firmen in den USA können auf reiche Datenschätze zugreifen. Dazu trägt zum einen die drittgrößte Bevölkerung weltweit von fast 330 Millionen Menschen bei. Zudem fehlt ein allgemeines und umfassendes Datenschutzrecht. Personenbezogene Daten unterliegen bundesweit nicht den gleichen strengen Datenschutz- und Sicherheitsbestimmungen wie in der Europäischen Union (EU).

Datenschutz wird nicht als Grundrecht, sondern als Teil des Verbraucherschutzrechts gesehen. So gelten in den USA zwar branchenspezifische Datenschutzregeln sowie Gesetze zum Online-Datenschutz von Kindern; grundsätzlich legen die Unternehmen ihr Datenschutzniveau aber selbst fest. Einzelne Bundesstaaten, wie Kalifornien, erlassen durch ihre legislative Kompetenz eigene Datenschutzgesetze. Der Trend geht aber klar in Richtung mehr Datenschutz. So arbeitet der US-Kongress an Gesetzesvorlagen, die das Datenschutzniveau landesweit vereinheitlichen sollen.

Die USA als KI-Technologieanbieter

Forschung: Die Vereinigten Staaten ziehen im KI-Bereich viele Forscher aus dem Ausland an

Die USA verfolgen mehrere Forschungsinitiativen, um ihre Führerschaft bei neuen Technologien international zu sichern. Entscheidend dürfte dafür vor allem das Know-how von US-Firmen im Bereich technischer Software sein. Zu den wichtigsten Initiativen zählt "Manufacturing USA", ein Netzwerk aus vielen spezialisierten Instituten, vergleichbar der deutschen Fraunhofer-Gesellschaft.

Die Einstiegsgehälter für junge KI-Experten beginnen in den USA bei rund 300.000 US$ (2017, laut "New York Times"), also etwa dem Doppelten, was ein Hochschulprofessor in Deutschland verdient. Laut unbestätigten Meldungen erhalten selbst Praktikanten bei einem großen US-Technologiekonzern 7.000 bis 8.000 US$ - monatlich. Für Spitzenforscher seien Jahresgehälter von 1 Million US$ durchaus möglich.

Daher verwundert es nicht, dass die USA weltweit am attraktivsten für Forscher im KI-Bereich sind. Laut einer Studie des niederländischen Wissenschaftsverlags Elsevier arbeiten dort die meisten Forscher aus dem Ausland, wobei es die Wissenschaftler vor allem zu forschenden Unternehmen zieht.

Anbieter: Vor allem Technologiekonzerne investieren in die Entwicklung von KI

Während Deutschland vor allem in ingenieurlastigen Branchen als innovativ gilt, haben sich die USA einen Vorsprung durch revolutionäre Innovationen verschafft. So investieren die Vereinigten Staaten unter anderem massiv in selbstlernende Algorithmen, die aus großen Datenmengen Zusammenhänge erschließen können, sowie in den Ausbau von Speicherkapazitäten und Energieressourcen.

Insbesondere bei Vorhersageanalysen, intelligenten Assistenzsystemen, Wissensmanagement und autonomer Mobilität sind zahlreiche Entwicklungen in den USA bereits weit fortgeschritten. Viele Unternehmen, vor allem im Silicon Valley, forschen auf diesem Gebiet. Sprachgesteuerte Assistenten wie Siri von Apple, Cortana von Microsoft, Alexa von Amazon oder Watson von IBM wurden dort entwickelt.

Das Start-up Essential Products von Android-Mitgründer Andy Rubin geht noch einen Schritt weiter und will nun ein Smartphone mit einem noch weiter fortgeschrittenen KI-Assistenzsystem ausstatten: Das Gerät soll selbständig auf Anrufe reagieren sowie eingehende E-Mails und Nachrichten beantworten können, indem es Nutzer mittels KI imitiert.

Google in vielen Bereichen führend

Auch Google und Facebook haben ihre Dienste mithilfe von maschinellem Lernen erheblich ausgebaut. Amazon rückt in den Bereich elektronischer Gesundheitsdienste vor: Laut dem "Wall Street Journal" hat der Onlineversandhändler eine Software erfunden, die komplett automatisiert Details über Patienten identifiziert, um so Ärzten und Krankenhäusern die Behandlung zu erleichtern.

Das zum Google-Konzern gehörende Unternehmen DeepMind hat eine KI namens AlphaFold entwickelt, welche die Faltung neuer Proteine genauer als jedes andere Computerprogramm vorhersagt. Fachleute erwarten dadurch große Fortschritte in der Molekularbiologie. Bereits vor rund drei Jahren hat dasselbe Unternehmen die KI AlphaGo konzipiert, die den Weltmeister im Brettspiel Go besiegte. Eigenen Angaben zufolge konnte Google mithilfe einer maschinellen Lerntechnik von DeepMind auch den Energieverbrauch für die Kühlung firmeneigener Rechenzentren um rund 40 Prozent reduzieren.

Den großen amerikanischen Technologiekonzernen kommt dabei zugute, dass sie stark auf digitale Geschäftsmodelle, wie Plattformen und andere datengetriebene Modelle, fokussiert sind. Sie investieren zweistellige Milliardenbeträge in Labors und Start-ups. Zudem kommt der größte Teil der 100 vielversprechendsten KI-Start-ups aus den USA, so eine Analyse der Trendforscher von CB Insights. Alleine für Google sollen rund die Hälfte der 100 weltbesten KI-Forscher arbeiten, berichten Insider.

In der San Francisco Bay Area haben sich besonders schnell wachsende und disruptive ("marktstörende") Unternehmen entwickelt, wie Airbnb, Amazon, Ebay, Google und Uber. Auf die Region entfallen rund 40 Prozent der gesamten US-Wagniskapitalinvestitionen und etwa ein Siebtel der US-Patente. Die meisten Patente halten Riesen der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT), wie Apple, Cisco, IBM, Microsoft und Oracle. Sowohl Innovation Labs als auch Hochschulen, darunter die Stanford University, sorgen für einen kräftigen Schub an bahnbrechenden Ideen. Dabei haben US-Unternehmen durch ihre Datendominanz einen klaren Wettbewerbsvorteil gegenüber deutschen.

Start-Ups finden gutes Entwicklungsumfeld

Außerdem sind die Anreize für Start-ups verlockend. Es gebe weniger Finanzierungsrunden als in Deutschland, und die Dauer von der Seed- (zur Finanzierung erster Prototypen) bis zur Series A-Runde (für den Roll-Out nach erfolgtem Proof-of-Concept) sei nur etwa halb so lang, verlautet es aus Branchenkreisen. Denn die Anlagevorschriften, etwa für Versicherungsfirmen, sind in den USA weniger restriktiv, sodass Start-ups in der Wachstumsphase schneller Kapitalgeber finden können.

Bei Patentanmeldungen zum autonomen Fahren liegen deutsche Unternehmen (Bosch, Audi, Continental) vor US-amerikanischen (General Motors, Google, Ford), doch stammen aus den USA die meisten Start-ups, Pilotprojekte und qualifizierten Fachkräfte. Auch haben US-Forscher eine Deep-Learning-Architektur für ein Fahrassistenzsystem entwickelt, die auf rückgekoppelten neuronalen Netzen aufbaut. Sie soll zum Beispiel erkennen, ob Fahrer in wenigen Sekunden die Spur verlassen könnten.

Technologiekonzerne außen vor gelassen, nimmt sich die Liste der Investoren in die Entwicklung von KI in den USA noch bescheiden aus. Die Mitre Corporation, eine Non-Profit-Organisation zum Betrieb von Forschungsinstituten, sowie die Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft Deloitte setzen ebenfalls auf KI. Größere Beträge in die KI-Entwicklung investieren auch das Business-Netzwerk LinkedIn, das im November 2018 von Blackberry übernommene Softwareunternehmen Cylance, die zivile US-Bundesbehörde für Raumfahrt und Flugwissenschaft (NASA), der Luft- und Raumfahrtkonzern Lockheed Martin sowie der Videospielehersteller Electronic Arts.

Ein Wettbewerbsnachteil für US-Firmen wären neue Ausfuhrbeschränkungen. Im November 2018 kündigte das US-Bureau of Industry and Security an, solche bei neuen Technologien (Emerging Technologies) zu prüfen. Neben Biotechnologie und additiven Fertigungs- und Sensortechnologien könnten auch KI-Anwendungen betroffen sein.

Die USA als KI-Technologieabnehmer

Autonome Mobilität und Infotainment bieten großes Marktpotenzial für KI-basierte Lösungen

Neben China und Deutschland zählen die USA zu den größten Absatzmärkten für Industrieroboter weltweit. Bisher setzen vor allem Großbetriebe mit hochautomatisierter Produktion Industrieroboter ein. Es wird aber erwartet, dass künftig auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU) verstärkt kollaborative Roboter anschaffen werden, die Seite an Seite mit Menschen arbeiten. Auch kooperieren Roboterhersteller in zunehmendem Maße mit Softwarefirmen, wie die Allianzen zwischen Fanuc, Cisco und General Electric (GE) oder ABB und Microsoft zeigen. Darüber hinaus haben IKT-Firmen in den letzten Jahren eine Reihe von Unternehmen aus der Robotikbranche übernommen, darunter mehrere Start-ups.

Einer Umfrage von PricewaterhouseCoopers zufolge nutzt mehr als ein Drittel der befragten US-Hersteller bereits eine Virtual-Reality(VR)-Technologie oder plant zumindest, eine solche in den nächsten drei Jahren einzuführen. VR könnte in den nächsten Jahren eine der wichtigsten Schnittstellen für die Kommunikation mit KI werden. Facebook investiert bereits seit mehreren Jahren stark in VR und Beobachter gehen davon aus, dass der Konzern an einer VR-basierten sozialen Plattform arbeitet.

Zahlreiche US-Städte investieren in Smart-City-Initiativen (nähere Informationen: https://www.gtai.de/GTAI/Navigation/DE/Trade/Maerkte/suche,t=viele-staedte-in-den-usa-verfolgen-smartcityprojekte,did=2218790.html). Insbesondere in den Bereichen intelligentes Parken, intelligente Mobilität und intelligente Netze, adaptive Signalsteuerung sowie Abfallmanagement spielt KI eine wesentliche Rolle. HaCon, ein Tochterunternehmen von Siemens, lieferte die Software für die Reiseplanungs-App der öffentlichen Nahverkehrsgesellschaft Bay Area Rapid Transit (BART).

Bislang engagieren sich deutsche Unternehmen aber vor allem im Bereich der autonomen Mobilität: So wollen Daimler und Bosch im Jahr 2019 im Rahmen eines Pilotprojekts Robotertaxen auf die Straßen von San José (Silicon Valley) bringen.

Große Absatzchancen in den USA bieten KI-Anwendungen in Infotainment-Systemen in Fahrzeugen, vor allem zum Erlernen und Wiedererkennen von Sprache, Gesten und Handschriften, aber auch für Eye-Tracking und zur Fahrerbeobachtung. Auch fortgeschrittene Navigationssysteme, die KI-basierte Tools für die Cloud nutzen, um zum Beispiel Vorhersagen über stark befahrene Strecken oder frei werdende Parkplätze zu treffen, werden immer begehrter.

Der US-Einzelhandel ist ein weiterer bedeutender KI-Nachfrager. Zum einen hilft KI Einzelhändlern, Angebote stärker zu personalisieren. Zum anderen können Sensoren, maschinelles Lernen und moderne Analyseverfahren Filialmitarbeiter entlasten, sodass diese ihre operativen Aufgaben effizienter erledigen können.

Oder sie revolutionieren den Filialeinkauf gleich komplett: So hat Amazon in den USA seit 2018 mehrere Ladengeschäfte unter dem Namen "Amazon Go Supermarket" eröffnet, die ohne Angestellte, Kassen und Barcode-Scanner auskommen. Kunden müssen lediglich beim Betreten der Geschäfte einen QR-Code vom Smartphone scannen lassen, der Rest des Einkaufs erfolgt unter ständiger optischer und sensorischer KI-Kontrolle. Mit modernen Ladengeschäften beschäftigt sich auch die US-Supermarktkette The Kroger Co., die dazu eine Partnerschaft mit Microsoft geschlossen hat.

Die Möglichkeiten, die sich durch KI eröffnen, sind bei weitem noch nicht ausgeschöpft: Einer Schätzung des McKinsey Global Institute zufolge nutzen die USA bislang nur etwa 18 Prozent des Gesamtpotenzials digitaler Technologien. Mit 12 (10) Prozent liegt Europa (und Deutschland) noch deutlich darunter.

Kontaktadressen

Bezeichnung Internetadresse(n) Anmerkung
Germany Trade & Invest http://www.gtai.de/usa Außenhandelsinformationen für die deutsche Exportwirtschaft
Deutsch-Amerikanische Handelskammern (AHK USA) http://www.ahk-usa.de Anlaufstelle für deutsche Unternehmen
German Accelerator http://www.germanaccelerator.com Wachstumsprogramm zur Unterstützung deutscher Startups aus IKT-relevanten Branchen beim Eintritt in den US-Markt
InnovationCamp BW Silicon Valley http://www.innovationcampbw.de Programm primär für Unternehmen aus Baden-Württemberg zur Einführung in das Ökosystem des Silicon Valley, in Kooperation mit der AHK in San Francisco
Department of Commerce (National Institute of Standards and Technology, International Trade Administration) Unter anderem http://www.manufacturing.gov, http://www.nist.gov/mep (weitere Programme dieser und weiterer Regierungsstellen sind im Anhang des folgenden Strategiepapiers aufgelistet: http://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2018/10/Advanced-Manufacturing-Strategic-Plan-2018.pdf) Bundesstaatliche Programme, die Industrie-, Hochschul- und Bundespartner innerhalb eines Netzwerks produktionstechnischer Institute zusammenbringen
National Network for Manufacturing Innovation Program (Manufacturing USA) http://www.manufacturingusa.com Netzwerk aus Staat, Wissenschaft/Forschung und Industrie zur Entwicklung und Anwendung von Hochtechnologie in der Produktion
Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute http://www.cesmii.org Schwerpunkte sind smarte Sensoren, Datenanalysen und fortschrittliche Steuerungssysteme für die Produktion, in Zusammenarbeit mit dem Energieministerium
Industrial Internet Consortium http://www.iiconsortium.org Entwicklung, Einführung und Verbreitung von miteinander verbundenen Maschinen und Geräten
Robotics Industries Association http://www.robotics.org Branchenverband
Association for Advanced Automation (A3) http://www.a3automate.org Dachverband für die Robotic Industries Association, AIA - Advancing Vision + Imaging und Motion Control Association

Weitere Informationen zu Wirtschaftslage, Branchen, Geschäftspraxis, Recht, Zoll und Ausschreibungen in den USA finden Sie unter: http://www.gtai.de/usa.

Mehr zum Thema Digitalisierung unter http://www.gtai.de/wirtschaft-digital.

Empfohlene Korrespondenzsprache: DEUTSCH

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Kontakt

Robert Matschoß

‎+49 228 24 993 244

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