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Künstliche Intelligenz in der Life Sciences Branche: Entsprungen aus dem Sciences Fiction Roman?

Life Sciences 23. Oktober 2018 0


Seit ein paar Monaten ist das neue Werk von Frank Schätzing auf dem Markt. Als Schwerpunktthema hat sich der Bestseller-Autor dieses Mal KI, Künstliche Intelligenz, ausgesucht. Schätzing fährt große Geschütze auf. Er erschafft einen Supercomputer und lässt gefährliche KI-Insekten fliegen. Gebaut von Life Sciences-Experten, die ihr biologisches und technologisches Wissen effektiv zu bündeln wissen. Sind die Ideen, die in dem Roman „Die Tyrannei des Schmetterlings“ geäußert werden, bloß dem Reich des Sciences Fiction entsprungen? Oder eröffnen sie tatsächlich den Blick in die Arbeitswelt der Zukunft?

Faktencheck: Wie weit ist die Life Sciences Branche in Wirklichkeit?

Der hautsächliche Reiz an Schätzings Buch besteht in dem Gedanken: „So etwas könnte in naher Zukunft tatsächlich passieren.“ Dieser begleitet den Leser fortwährend. Tatsächlich bewegt sich der Roman „Die Tyrannei des Schmetterlings“ innerhalb der Grenzen, in denen Forscher aus dem Bereich Life Sciences bereits denken. Hier ergeben sich für Experten bereits hochspannende Herausforderungen in der Arbeitswelt. Allerdings befinden sich die realen Experimente auf deutlich niederschwelligerem Niveau als die in Schätzings Buch. Bis zur digital gesteuerten Cyborg-Heuschrecke ist es zum Beispiel noch ein langer Weg.

Zwar arbeiten Life Sciences Wissenschaftler tatsächlich daran, die Lücke zwischen Biologie und Mikroelektronik zu schließen. In ihren Forschungsobjekten werkeln sie jedoch aktuell mit Einzellern. Forschern des Institutes of Sciences and Technology (IST) in Österreich ist es zum Beispiel gelungen, Bakterien mit einem Computer zu verbinden und ihr Verhalten zu kontrollieren.

Gibt es schon Cyborg-Lebewesen?

Es handelt sich dabei aber nicht um waschechte Cyborg-Mikroben – halb biologisch, halb technisch-, sondern um genmanipulierte Einzeller, deren Wachstum von einem Computer mittels Licht gesteuert werden kann. Einer Maschine also, was die Tiere zumindest ein bisschen in den Cyborg-Bereich rückt.

Life Sciences Forscher verfolgen aber auch zunehmend die Vision, einen maschinellen Steuerungsmechanismus direkt in Zellen zu platzieren und sie so zu endgültig zu einem intelligenten Gerät umzufunktionieren. Anwendungsgebiete ergeben sich zum Beispiel in der Medizin. Die Organismen könnten eingenommen oder gespritzt und dann von außen kontrolliert werden. Auf einen bestimmten Stimulus hin reagieren die Zellen etwa mit der Herstellung einer heilenden Substanz. Diese wird in der richtigen Dosierung genau dort abgegeben, wo sie gebraucht wird.

Übernehmen Computer die Wissenschaft?

Fazit: In Sachen Cyborg-Insekten ist Schätzing der Realität weit voraus. Noch. Es gibt aber noch ein zweites Motiv in seinem Buch, das eine genauere Betrachtung wert ist. Der Autor schreibt von dem Superrechner Ares, der eigene Forschungsprogramme entwickelt und als „eine Art synthetischer Wissenschaftler“ agiert. Was ist an dieser Idee dran?

Schätzing hat auch hier in Teilen wieder Recht. Künstliche Intelligenz analysiert längst auf eigene Faust verfügbare Daten und liefert wichtige Erkenntniszugewinne. Was sie perfekt kann: Vorhandene Daten blitzschnell zusammenführen und analysieren. Was dagegen dem Menschen vorbehalten bleibt: Hypothesen formulieren, überprüfen und verifizieren. Das Zeug zum eigenständigen Wissenschaftler hat KI also (noch) nicht.

Welche Möglichkeiten eröffnet Künstliche Intelligenz im Bereich Life Sciences?

Das heißt aber nicht, dass KI nicht das Potenzial hätte, die Welt, wie wir sie kennen, grundlegend zu verändern. Derzeit entstehen gerade im Bereich Life Sciences viele neue Denkansätze, wie Künstliche Intelligenz besser im Arbeitsalltag genutzt werden kann.

Etwa in Bezug auf Screenings: Menschliche Zytologen durchsuchen am Tag Hunderte, wenn nicht sogar Tausende Licht- oder Röntgenbilder nach möglichen Auffälligkeiten. Die Wahrscheinlichkeit falscher Befunde ist dabei sehr hoch. Denn die Aufmerksamkeitsspanne des Menschen ist begrenzt. Und Müdigkeit ist eine der häufigsten Ursachen für Ungenauigkeiten.

Bei Maschinen ist das anders. Sie kennen weder Emotion, noch Schmerz oder Stress und treffen immer gleichbleibend objektive Entscheidungen. Entsprechend trainierte KI-Systeme könnten bei der Auswertung von Röntgenbildern zum Beispiel sehr viel schneller und vermutlich auch präziser zumindest eine Vorabdiagnose fällen – die dann selbstverständlich noch einmal vom Menschen beurteilt werden muss.

Einsatz intelligenter Maschinen bei der Diagnostik von Krankheiten

Ebenfalls denkbar ist der Einsatz intelligenter Life Sciences Maschinen bei der Diagnostik anderer Krankheiten oder der Beurteilung der gesundheitlichen Verfassung eines Menschen. Letztlich handelt es sich hierbei um nichts anderes als die Erkennung wiederkehrender Muster. Darauf verstehen sich Computer perfekt.

Es ist also durchaus denkbar, dass KI-Technologien Ärzte schon bald dabei unterstützen, ein Krankheitsbild differenziert und vollumfänglich zu beurteilen. Dabei geht auch hier niemand davon aus, dass KI Ärzte oder Pflegekräfte eines Tages ersetzt. Die Programme könnten diese Berufsgruppen aber deutlich entlasten.

Künstliche Intelligenz erweitert menschliche Fähigkeiten

Es liegt also auf der Hand, dass der Einsatz künstlicher Intelligenz die menschlichen Fähigkeiten in vielen Bereichen der Medizin stärken und erweitern kann. KI birgt aber noch weitere Potenziale. Zum Beispiel in Kombination mit kleinen Analysegeräten, die am Körper getragen werden, Daten erfassen und auswerten: So genannte Wearables.

Chronisch kranke Patienten könnten mit ihnen selbstständiger mit ihrer Krankheit umgehen und müssten Ärzte oder Fachkräfte nur dann konsultieren, wenn sie auch wirklich benötigt werden. Die KI-Technologie würde bestimmte Indikatoren wie Puls oder Blutzucker ständig überwachen.

Künstliche Intelligenz in Verbindung mit Wearables

Die Geräte könnten auch klassifizieren, ob das Herz in einem normalen Muster schlägt. Werden bestimmte Schwellenwerte über- oder unterschritten, geht ein Alarm beim behandelnden Arzt ein. Wearables, die wie eine Armbanduhr am Handgelenk getragen werden, könnten auf lange Sicht sogar Geräte ersetzen, der im Moment noch unter die Haut implantiert werden.

Experten wie Professor Thomas Meinertz, Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat der Deutschen Herzstiftung und ihr ehemaliger Vorsitzender sehen diese technische Entwicklung durchaus positiv: „Es kann sinnvoll sein für Patienten, die eine Herzrhythmusstörung haben“, sagte in einem Interview mit t-online.de. Wearables ersetzten aber kein vollständiges EKG.

Die Sache mit dem Datenschutz

Bis die Geräte intelligent genug sind, um wirklich im Alltag eingesetzt zu werden, muss aber noch eine andere Sache geklärt werden: Wie kann der Schutz patientenbezogener Daten gewährleistet werden? Hierfür bedarf es der Zulassung höchst zuverlässiger Geräte und Anwendungen.

Bis es soweit ist, kann sich der geneigte Leser in Frank Schätzings Buch einen Überblick verschaffen, was passiert, wenn KI-Anwendungen diese Vorgabe nicht erfüllen. Nervenkitzel pur. Möglich, dass Schätzing auch hier über die Realität hinausschießt. Aber wer weiß das schon so ganz genau?

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