Kann der Mathematikunterricht dabei helfen Künstliche Intelligenz besser zu verstehen?

Künstliche Intelligenz (KI) scheint überall zu sein – in Chatbots, komplexen Analysen , und bei der Bilderkennung bzw. Bildgenerierung. Diese Systeme lernen oft, hochkomplexe Zusammenhänge zu erkennen, nur auf Basis von Datenpunkten. Aber wie kann ein Computer eine komplexe, unbekannte Funktion "lernen"? Sind diese "Künstlichen Neuronalen Netze" (KNN) eine magische Black Box?
In diesem Workshop "entschlüsseln" wir diese Black Box und entdecken: Das Innenleben von KI ist reine Mathematik! Wir finden heraus, dass KNNs im Grunde nur aus der Verkettung und Addition ganz elementarer Funktionen bestehen. Statt das Netz als Black Box zu nutzen, nehmen wir es mathematisch auseinander.
Wir nutzen die Werkzeuge, die ihr aus dem Mathematikunterricht kennt – die klassische Funktionsuntersuchung (Analysis). Wir analysieren die "Grundbausteine" und schauen uns Grenzwerte, Monotonie und Extremstellen an. In interaktiven Notebooks testet ihr selbst, wie ein Netz lernt, eine beliebige zu approximieren. Dabei stoßen wir auch auf die Grenzen der KI: Was passiert, wenn das Netz zu klein ist? Und warum "halluzinieren" Chatbots, wenn sie auf Datenlücken stoßen?

Dauer: ab 5 Stunden (inkl. Mittagspause)
Inhalte: Künstliche Neuronale Netze, Künstliche Intelligenz, Maschinelles Lernen, Funktionsbegriff, Approximation von Datenpunkten
Vorwissen: Funktionsbegriff (Definitions- und Wertebereich), Einfluss von Parametern auf Funktionsgraphen, Globales Verhalten von Funktionen, Lineare, quadratische und Exponentialfunktionen, Hilfreich aber nicht notwendig: Grundkenntnisse der Differentialrechnung
Zielgruppe: Schüler:innen der Sekundarstufe II
Erstellt von: Stephan Kindler
Anmeldung: Termine können individuell über dieses Formular vereinbart werden.

Material

Auf das interaktive Lernmaterial kann über die Online-Plattform workshops.cammp.online zugegriffen werden. Wie ein Account auf der Plattform erstellt und das Material verwendet wird, wird in diesem Video erklärt. Zusätzlich wird für Lehrkräfte auf der Online-Plattform Begleitmaterial zur Verfügung gestellt, welches über ein Passwort, das per Mail angerfragt werden kann, zugänglich ist.