Nachhaltigkeit & KI

Nachhaltigkeit & KI

SWS 4
ECTS 5
Sprache(n) Deutsch (Standard)
Englisch
Lehrform SU mit Praktikum
Angebot im Wechsel mit anderen Fächern der gleichen Fachgruppe
Aufwand

60 Präsenzstunden, 90 Stunden Eigenarbeit zur Vor-/Nachbereitung, Arbeit am Projekt und zur Vorbereitung der Präsentation

Voraussetzungen
  • Praktische Programmiererfahrung in Python oder Java
  • Software Engineering und Umsetzung kleiner Entwicklungsprojekte, Verteilte Systeme
  • Grundlagen des Maschinellen Lernens
Ziele

Fachliche Lernziele: Die Studierenden …

  • definieren den Begriff Nachhaltigkeit
  • beschreiben in eigenen Worten die Relevanz sowie Aspekte von Nachhaltigkeit im Umfeld von AI
  • wenden Techniken für ressourcenschonendes Training sowie Dateneffizienz von AI-Lösungen systematisch und gezielt an
  • analysieren bestehende AI-Lösungen mit Blick auf Nachhaltigkeitskriterien wie z.B. Ressourcenverbrauch
  • bewerten die Nachhaltigkeit einer AI-Lösung mit Hilfe von Effizienzmetriken und Nachhaltigkeitskriterien
  • entwerfen und implementieren eine prototypische AI-Lösung für einen konkreten Use Case mit Nachhaltigkeitsbezug
  • dokumentieren ihre Erkenntnisse mit geeigneten Mitteln
  • diskutieren Vorgehensweisen und Arbeitsergebnisse in den Projektgruppen und im Plenum

Überfachliche Lernziele Ergänzend entwickeln die Studierenden Schlüsselkompetenzen weiter, die für nachhaltiges Handeln essenziell notwendig sind, insbesondere:

  • Ganzheitliches Denken
  • Systemisches Denken
  • Reflexionsfähigkeit
Inhalt

Sustainability

  • Nachhaltigkeit – was ist das eigentlich?
  • Inwieweit ist Nachhaltigkeit im Umfeld von AI relevant?

AI Allgemein

  • AI Landkarte
  • Technischer Werkzeugkasten
  • Qualitätskriterien für AI

Sustainability of AI

  • Ressourcenverbrauch von AI-Lösungen (Atlas of AI)
  • Effizienzmetriken und Nachhaltigkeitskriterien für AI
  • Ressourcenschonendes Training
  • Dateneffizienz
  • Edge Computing / Analytics
  • Sustainability im AI-Lifecycle
  • Alternative Ansätze (Hardware und Algorithmik)

AI for Sustainability: Für einen konkreten Use Case

  • Problemanalyse
  • Konzept
  • Umsetzung
  • Bewertung hinsichtlich Qualitäts- und Nachhaltigkeitskriterien
Medien und Methoden

Medien:

  • Folien
  • Tutorials zu technischen Werkzeugen

Methoden:

  • Just in Time Teaching (JiTT)
  • Projektarbeit
Literatur
  • Aimee van Wynsberghe, Sustainable AI: AI for sustainability and the sustainability of AI, Springer AI and Ethics (2021)
  • Kate Crawford, Atlas of AI: The Real Worlds of Artificial Intelligence, Yale University Press (2021)
  • Sebastian Raschka, Machine Learning with PyTorch and Scikit-Learn, Packt Publishing (2022)
  • Aurélien Géron, Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn, Keras, and TensorFlow, 2. Ausgabe, O'Reilly Media (2019)
  • Richard Szeliski, Computer Vision: Algorithms and Applications, 2. Ausgabe, Springer (2022)
Zuordnungen Curricula
SPO Fachgruppe Code ab Semester Prüfungsleistungen

IF Version 2019

FWP

6

Modularbeit (60%)
Präsentation (40%)

DC Version 2020

WPF Anwendungen des maschinellen Lernens

DC-WPF-ML-05-004

5

Modularbeit (60%)
Präsentation (40%)

IB Version 2010

FWP

IF-WI-B-31-34-150

6

Modularbeit (60%)
Präsentation (40%)

DC Version 2023

WPF Anwendungen des maschinellen Lernens

DC-WPF-ML-05-004

5

Modularbeit (60%)
Präsentation (40%)

IF Version 2023

FWP

6

Modularbeit (60%)
Präsentation (40%)

WD Version 2022

FWP

951-55-150

6

Modularbeit (60%)
Präsentation (40%)

WT Version 2022

FWP

951-55-150

6

Modularbeit (60%)
Präsentation (40%)