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Open Access 2023 | Open Access | Buch

Buchtitelbild

Künstliche Intelligenz in öffentlichen Verwaltungen

Grundlagen, Chancen, Herausforderungen und Einsatzszenarien

verfasst von: Moreen Heine, Anna-Katharina Dhungel, Tim Schrills, Daniel Wessel

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Edition eGov-Campus

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

Inhaltsverzeichnis
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Über dieses Buch

Dieses Buch – eine Open-Access-Publikation mit freiem Online-Zugang – bietet eine verständliche und kompakte Einführung in die Nutzung von KI-Systemen in öffentlichen Verwaltungen. Es beantwortet folgende Fragen: Was bedeutet Künstliche Intelligenz? Wie und in welchen Einsatzgebieten können KI-Systeme im öffentlichen Sektor genutzt werden. Welche Erwartungen und Ziele werden mit dem KI-Einsatz verbunden? Welche Probleme werden adressiert? Auch Aspekte der Governance, also Steuerungsfragen, spielen eine Rolle. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Betrachtung der Beziehung und Interaktionen zwischen Mensch und KI-System. Dabei wird auch die Erklärbarkeit der Funktionsweise eines KI-Systems erläutert. Die Inhalte sollen Personen in die Lage versetzen, den Einsatz von KI in der öffentlichen Verwaltung differenziert beurteilen zu können.
Kenntnisse im Bereich der Informatik werden nicht vorausgesetzt. Nach dem Lesen dieses Buches sind Sie in der Lage,KI-Anwendungsfälle und Potenziale im öffentlichen Sektor zu identifizieren,KI-Methoden im Überblick zu verstehen,Grenzen und Herausforderungen bei der Anwendung im öffentlichen Sektor zu diskutieren undAnforderungen an KI-Anwendungen im öffentlichen Sektor zu erarbeiten.Im Sinne von Offenheit ist dieses Werk eine Open-Access-Publikation mit freiem Online-Zugang.

Inklusive kostenlosem Online-Wissens-Quiz mit der Springer Nature Flashcards-App: Der Fragensatz mit 78 Fragen und Antworten in den SN Flashcards beinhaltet Wiederholungs- und Vertiefungsfragen zum Lehrbuch „KI in öffentlichen Verwaltungen“. Die Fragen und Antworten vermitteln spielerisch wichtige Begriffe, Hintergründe und Wissenswertes zum Thema.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
PDF

Open Access

Kapitel 1. Einleitung
Zusammenfassung
Dieses einleitende Kapitel gibt einen Überblick über die Inhalte des Buches (1.1). Es klärt begriffliche Grundlagen in aller Kürze (1.2) und zeigt die Anwendungsbereiche für KI in öffentlichen Verwaltungen auf (1.3).
Moreen Heine
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Open Access

Kapitel 2. Grundlagen: Input
Zusammenfassung
Häufig wird davon gesprochen, dass Daten wertvoll sind. Daten würden Entscheidungen unterstützen, Prozesse beschleunigen oder Erkenntnisse liefern. Diese Aussagen sind so allerdings nicht korrekt, denn Daten allein haben keinen intrinsischen Mehrwert, sie sind zunächst einfach nur „da“. Erst eine Verwertung und Verarbeitung von Daten führt zu einem Wertzuwachs. Dennoch ist es wichtig, dass vor der Verarbeitung ein präzises Verständnis darüber vorhanden ist, welche Art von Daten vorliegen. Nur wenn man dieses tiefreichende Verständnis von Daten hat, kann man diese anmessen nutzen und den angesprochenen Mehrwert erzeugen. Daher wird in dieser Lerneinheit der Fokus darauf liegen, Daten zu verstehen (2.2), die Qualität von Daten zu beurteilen (2.4), die Beziehungen zwischen Daten zu analysieren (2.5) sowie mögliche Verzerrungen von Daten zu erkennen (2.6). Das angeeignete Wissen kann im eigenen Anwendungsfall eingesetzt werden (2.7).
Anna-Katharina Dhungel
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Open Access

Kapitel 3. Grundlagen: Verarbeitung
Zusammenfassung
Im vorigen Kapitel wurde das Thema Daten aus verschiedenen Perspektiven behandelt und erörtert. Nun geht es um die Frage, wie ein KI-System Daten verarbeitet. Hierfür werden zunächst die unterschiedlichen Trainingsmethoden vorgestellt: überwachtes Lernen (3.2), unüberwachtes Lernen (3.3) sowie bestärkendes Lernen (3.4). Es folgt die Einführung künstlicher neuronaler Netze (3.5), deren Entwicklung momentan rasant voranschreitet. Die beiden folgenden Abschnitte befassen sich mit den Verfahren Support Vector Machine (3.6) sowie lineare und logistische Regression (3.7). Das angeeignete Wissen kann in einer Übung reflektiert (3.8) und im eigenen Anwendungsfall eingesetzt werden (3.9).
Anna-Katharina Dhungel
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Open Access

Kapitel 4. Grundlagen: Output
Zusammenfassung
Neben den bereits vorgestellten Inputs und der Funktionsweise sind vor allem die Ergebnisse von KI-Systemen entscheidend. Sie bieten die Grundlage für alle weiteren Verarbeitungen und Handlungen, sei es durch Mensch oder Maschine. Dieses Kapitel macht Unterschiede zwischen den verschiedenen Kategorien von Outputs deutlich, bspw. inwiefern ein System nur Kategorien kennt oder einen kontinuierlichen Wert bereitstellt. Dazu werden verschiedene Arten von KI-Outputs, sowie das Konzept von Metadaten an zwei Fallbeispielen vorgestellt und durchexerziert.
Tim Schrills
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Open Access

Kapitel 5. KI-Strategie
Zusammenfassung
Dieses Kapitel adressiert KI-Strategien als Planungs- und Führungsinstrumente (5.1) und gibt Einblick in die Handlungsfelder auf Management-Ebene (5.2).
Moreen Heine
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Open Access

Kapitel 6. Gebrauchstaugliche Entwicklung von KI-Anwendungen
Zusammenfassung
Dieses Kapitel behandelt die Gebrauchstauglichkeit von Produkten, d. h. welche Eigenschaften ein Produkt wie eine KI-Anwendung aufweisen muss, damit man damit gut arbeiten kann. Der menschzentrierte Gestaltungsprozess wird als ein Weg dargestellt, solche gebrauchstauglichen Anwendungen zu entwickeln. Dabei wird auf die Rolle der zukünftigen Nutzer, die besonderen Anforderungen von KI-Anwendungen und der öffentlichen Verwaltung eingegangen.
Daniel Wessel
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Open Access

Kapitel 7. Mensch-KI-System
Zusammenfassung
Bei KI-Anwendungen arbeiten Mensch und KI-System eng zusammen. Diese Zusammenarbeit muss entsprechend gestaltet sein. In diesem Kapitel werden Formen der Zusammenarbeit vorgestellt und die Rolle von KI im Arbeitsalltag hinterfragt. Grade der Automation und Kriterien guter Zusammenarbeit werden vorgestellt und Hinweise für die konkrete Gestaltung der Zusammenarbeit gegeben. Zur Bewertung der Qualität der Zusammenarbeit werden Fragen an KI-Anwendungen vorgestellt.
Daniel Wessel
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Open Access

Kapitel 8. Erklärbare KI
Zusammenfassung
Mit der zunehmenden Komplexität von KI-Systemen steigt auch die Notwendigkeit, die Funktionalität der genutzten Systeme verständlich zu machen. Aufgabe dieses Kapitels ist es diesen Aspekt näher zu beleuchten. Zentral ist dabei die Frage wie KI-Systeme so gestaltet werden können, dass sie nicht nur ihre intendierte Funktion erfüllen, sondern die Nutzenden so über ihre Funktionsweise informieren, dass diese die Systeme verstehen, nutzen und steuern können. Zentrale Inhalte sind dabei die Definition von Erklärungen, verschiedene Arten von Erklärungen, sowie Strategien für die bestmögliche Implementierung.
Tim Schrills
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Open Access

Kapitel 9. Prozessautomatisierung
Zusammenfassung
Es gibt unterschiedliche Ansätze, Prozesse und Abläufe in öffentlichen Verwaltungen zu verbessern, etwa durch ein kontinuierliches Prozess-Verbesserungsmanagement oder regelmäßige strukturierte Reflexions-Workshops. Aus technischer Sicht können auch hier gegebenenfalls KI-Systeme zum Einsatz kommen. In diesem Kapitel werden entsprechende Einsatzmöglichkeiten vorgestellt. Zunächst wird erörtert, inwiefern Assistenzsysteme Prozesse unterstützen und betroffende Mitarbeitende entlastet werden können (9.2). Anschließend wird ein Überblick über das sogenannte Business Process Management geliefert (9.3). Darauf aufbauend werden Grundlagen zu Robotic Process Automation (9.4) und dessen arbeitspsychologische Auswirkungen bei einem möglichen Einsatz vorgestellt (9.5). Schließlich wird diskutiert, wie sich ein Einsatz von Robotic Process Automation in der Verwaltung gestalten könnte und welche Vor- und Nachteile damit einhergehen (9.6). Das angeeignete Wissen kann in einer Übung reflektiert (9.7) und im eigenen Anwendungsfall eingesetzt werden (9.8).
Anna-Katharina Dhungel
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Open Access

Kapitel 10. Textverarbeitung
Zusammenfassung
Dieses Kapitel adressiert KI-Systeme, die sich mit der Verarbeitung, dem Verständnis und der Veränderung von Text in seinen verschiedenen Formen beschäftigen. Ziel ist es, ein besseres Verständnis für diese Art Systeme zu ermöglichen, die Grundlage der eingesetzten Methoden darzulegen und so die Beurteilung der Leistungsfähigkeit textverarbeitender KI zu unterstützen. Dazu werden grundlegende Technologien und Konzepte vorgestellt, sowie ein Einblick in konkrete Anwendungsfälle wie bspw. Einfache Sprache gegeben.
Tim Schrills
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Open Access

Kapitel 11. KI & Ethik
Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird die Rolle der Ethik bei KI-Anwendungen betrachtet. Dafür werden zunächst grundlegende Begriffe definiert und ethische Aspekte beim Einsatz von KI-Systemen vorgestellt. Es werden Fragen zur Verfügung gestellt, die für die ethische Bewertung von KI-Anwendungen herangezogen werden können. Um die Auseinandersetzung mit ethischen Fragen plastischer darzustellen und eine weitere Perspektive zu bieten, endet das Kapitel mit einem Interview, das mit einem Wissenschaftler aus dem Bereich Angewandte Ethik geführt wurde.
Daniel Wessel
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Open Access

Kapitel 12. KI & Recht
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die rechtlichen Rahmenbedingungen rund um den Einsatz von KI-Systemen aufgeführt. Zunächst werden erste Regulierungsansätze vorgestellt (12.2). Anschließend werden die grundsätzlichen Prinzipien der Datenschutz-Grundverordnung beschrieben (12.3). Mittels einer kleinen Übung wird das Bewusstsein zur Kategorisierung personenbezogener Daten geschärft (12.4). Es folgt eine Diskussion über die Vereinbarkeit von KI-Systemen und Datenschutz am Beispiel des Einsatzes von Chatbots (12.5). Schließlich wird der rechtlich anspruchsvolle Anwendungsfall des vollständig automatisierten Verwaltungsakts analysiert (12.7). Das angeeignete Wissen kann in der Übung reflektiert (12.7) und im eigenen Anwendungsfall eingesetzt werden (12.8).
Anna-Katharina Dhungel
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Open Access

Kapitel 13. Ausblick
Zusammenfassung
Mit Blick auf die Nutzung KI-basierter Lösungen befinden wir uns derzeit in einer frühen Phase mit wenigen Pilotanwendungen. Eine besondere Herausforderung liegt in der Identifikation geeigneter Anwendungsfelder. Diese Technologieorientierung ist in der Erprobungsphase nachvollziehbar, geht jedoch häufig an den Problemen und Anforderungen der Verwaltungspraxis vorbei. Es besteht die Gefahr, dass alternative Lösungsansätze vernachlässigt werden.
Moreen Heine, Anna-Katharina Dhungel, Tim Schrills, Daniel Wessel
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Metadaten
Titel
Künstliche Intelligenz in öffentlichen Verwaltungen
verfasst von
Moreen Heine
Anna-Katharina Dhungel
Tim Schrills
Daniel Wessel
Copyright-Jahr
2023
Electronic ISBN
978-3-658-40101-6
Print ISBN
978-3-658-40100-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-40101-6

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