Siri und Alexa waren nur der Anfang. Da die Spracherkennungs- und Sprachsynthesetechnologien immer ausgereifter werden, könnten die Zeiten, in denen wir auf Tastaturen tippen mussten, um mit der digitalen Welt um uns herum zu interagieren, zu Ende gehen – und zwar früher, als viele von uns erwartet hatten. Wo die heutigen virtuellen Assistenten auf unseren mobilen Geräten und Desktops vorhanden sind, um skriptgesteuerte Antworten auf bestimmte Fragen zu geben, werden die LLM-gestützten generativen KI-Copiloten von morgen da sein, und zwar überall sonst auch. Das ist die „Voice-First“-Zukunft, die sich Tobias Dengel in seinem neuen Buch vorstellt: Der Klang der Zukunft: Das kommende Zeitalter der Sprachtechnologie.
Anhand einer breiten Palette von Beispielen und Anwendungen in allen Bereichen, von Marketing, Vertrieb und Kundenservice bis hin zu Fertigung und Logistik, führt Dengel den Leser durch, wie Sprachtechnologien die Art und Weise, wie wir mit der digitalen Welt interagieren, revolutionieren können. Im folgenden Auszug erörtert Dengel, dass die Sprachtechnologie ihre Rolle in der Luftfahrtindustrie ausbauen könnte, selbst nach dem katastrophalen Ergebnis ihres frühen Einsatzes in der Boeing 737 MAX.
Auszug aus DER KLANG DER ZUKUNFT: Das kommende Zeitalter der Sprachtechnologie von Tobias Dengel mit Karl Weber. Copyright © 2023. Erhältlich bei PublicAffairs, einem Abdruck der Hachette Book Group, Inc.
DIE GRÖSSTEN RISIKEN REDUZIEREN: FLIEGEN SICHERER MACHEN
Manche Arbeitsplätze bergen größere Risiken als andere. Die heutige technologiegetriebene Gesellschaft vervielfacht manchmal die Risiken, denen wir ausgesetzt sind, indem sie gewöhnlichen Menschen die Kontrolle über einst unglaubliche Mengen an Energie gibt, in Formen, die von Traktoranhängern bis hin zu Düsenflugzeugen reichen. Menschen, die berufliche Tätigkeiten ausüben, die täglich mit erheblichen Risiken verbunden sind, werden ebenfalls von dem Sicherheitsvorteil profitieren, den die Stimme bietet – ebenso wie die Gesellschaft, die auf diese gut ausgebildeten, hochqualifizierten, aber unvollkommenen Menschen angewiesen ist.
Als das Verkehrsflugzeug Boeing 737 MAX im Jahr 2015 auf den Markt kam, verfügte es über eine Reihe von Innovationen, darunter markante Winglets mit geteilter Spitze und Modifikationen der Flugzeugzelle, die sich auf die aerodynamischen Eigenschaften des Jumbo-Jets auswirkten. Ein wichtiges Startziel für Boeing bestand darin, kommerziellen Piloten das Fliegen des neuen Flugzeugs zu ermöglichen, ohne dass neue Zertifizierungen erforderlich sind, da die Umschulung von Piloten für Fluggesellschaften sehr kostspielig ist. Um dieses Ziel zu erreichen, enthielt die Software des Flugzeugs eine Reihe ehrgeiziger neuer Funktionen, von denen viele die Sicherheit erhöhen sollten, indem sie in bestimmten Situationen die Kontrolle von der Besatzung übernahmen. Dazu gehörte das sogenannte Maneuvering Characteristics Augmentation System (MCAS), das einen übermäßigen Neigungswinkel ausgleichen sollte, indem es das Höhenleitwerk anpasste, um einen Strömungsabriss des Flugzeugs zu verhindern – ein komplizierter technischer „Hack“, den Boeing implementierte, um den größeren zu vermeiden Kosten, die mit der Neufassung des Programms von Grund auf verbunden sind.
Die 737 MAX war von Anfang an ein Verkaufsschlager. Was Boeing und seine Airline-Kunden jedoch nicht erkannt hatten, war, dass von der Software Dinge verlangt wurden, die die Piloten nicht vollständig verstanden. Infolgedessen waren die Piloten nicht in der Lage, rechtzeitig mit dem komplexen System vor ihnen in Kontakt zu treten. Das Endergebnis waren zwei tragische Unfälle mit 346 Todesopfern, die das Flugverbot für die 737-MAX-Flotte und einen Vergleich wegen Betrugs erzwangen, der Boeing etwa 2,5 Milliarden US-Dollar kostete. Die zusätzlichen Verluste durch stornierte Flugzeugbestellungen, gesunkene Lagerbestände und andere Schäden werden auf bis zu 60 Milliarden US-Dollar geschätzt.
Diese unnötigen Verluste – finanzieller und menschlicher Art – wurden zu einem großen Teil durch kleine, aber schwerwiegende Ausfälle der Cockpit-Kommunikation zwischen Menschen und Maschinen verursacht. Die Piloten konnten erkennen, dass etwas Schwerwiegendes nicht stimmte, aber die vorhandenen Kontrollen machten es ihnen schwer, herauszufinden, was das war, und mit dem System zu arbeiten, um das Problem zu beheben. Infolgedessen, so der investigative Reporter Peter Robison, „versuchten die Piloten, die Kontrolle über das Flugzeug zurückzugewinnen, so dass das Flugzeug mehrere Minuten lang auf und ab schwankte.“ Basierend auf seiner Nachbildung des Geschehens kommt Robison zu dem Schluss: „Es wäre furchterregend für die Menschen in den Flugzeugen gewesen.“
Wenn Sprache zu einer wichtigen Schnittstelle in den Cockpits von Verkehrsflugzeugen wird, steht ein neues Werkzeug zur Verhinderung solcher Katastrophen zur Verfügung. In der traditionellen Luftfahrt erhalten Piloten Befehle wie „Cleared Direct Casanova VOR“ oder „Intercept the ILS 3“ per Funk von Dispatchern der Flugsicherung. Nachdem die Piloten diese Informationen erhalten haben, müssen sie mit ihren Augen und Händen eine Reihe von Tasten ausfindig machen und drücken, um dieselben Befehle an das Flugzeug zu übertragen. In einer sprachgesteuerten Welt entfällt dieser zeitraubende und fehleranfällige Schritt. In der ersten Phase der Sprachanpassung können Piloten einfach ein paar Worte sagen, ohne den Blick von den Steuerelementen um sie herum abzuwenden, und das Flugzeug reagiert. Laut Geoff Shapiro, einem Human-Factors-Ingenieur am ehemaligen Rockwell Collins Advanced Technology Center, verkürzt diese Verschiebung den Zeitaufwand für die Eingabe einfacher Navigationsbefehle von einer halben Minute auf acht Sekunden – eine enorme Verbesserung in Situationen, in denen einige Momente entscheidend sein können. In der zweiten Phase, sobald erfahrene Piloten die Kraft der Stimme erkannt und akzeptiert haben, folgt das Flugzeug automatisch den gesprochenen Anweisungen der Flugsicherung und fordert den Piloten lediglich auf, diese zu bestätigen.
Eine Sprachschnittstellenlösung, die die neuesten Funktionen sprachgesteuerter künstlicher Intelligenz integriert, kann die Flugsicherheit auf verschiedene Weise verbessern. Es verleiht dem System Selbstbewusstsein und die Fähigkeit, den Piloten seinen Zustand und Status proaktiv mitzuteilen und sie so auf Probleme aufmerksam zu machen, selbst in Momenten, in denen sie sonst abgelenkt oder unaufmerksam sein könnten. Durch den Einsatz immer leistungsfähigerer Sprachtechnologietools wie automatische Spracherkennung und natürliches Sprachverständnis können die Steuerungssysteme des Flugzeugs auch Konversationssprache verarbeiten und darauf reagieren, wodurch die Umsetzung von Pilotenbefehlen schneller und genauer als je zuvor erfolgt. Es erleichtert die Echtzeitkommunikation zwischen Cockpit, Flugsicherung, Fluggesellschaft und Wartungsingenieuren, um Inkonsistenzen in der Kommunikation aufgrund menschlicher Unentschlossenheit oder Fehleinschätzungen zu beseitigen. In naher Zukunft könnte es sogar in der Lage sein, neue Sprachtechnologie-Tools wie Stimmbiometrie und Echtzeit-Stimmungsanalysen zu nutzen, um den Stresspegel von Piloten zu bestimmen – Informationen, die zur Übermittlung von Notfallwarnungen an Fluglotsen usw. verwendet werden könnten andere am Boden.
Die Sprachtechnologie wird nicht alle traditionellen Aktivitäten beseitigen, für die Piloten ausgebildet sind. Aber in kritischen Momenten, in denen die Reaktionsgeschwindigkeit auf Nachrichten von einem Kontrollturm den Unterschied zwischen Überleben und Katastrophe ausmachen kann, kann der Einsatz einer Sprachschnittstelle Unfälle verhindern und Leben retten. Dies ist keine Fantasie über die ferne Zukunft. Heutige Flugzeuge verfügen über die nötige Elektronik, um dies zu ermöglichen.
Ein Bereich der Luftfahrt, in dem die Sicherheitsrisiken besonders groß sind, ist der Militärflug. Es ist auch ein Bereich, in dem die sprachgesteuerte Luftfahrt eifrig vorangetrieben wird. Das in Alabama ansässige Unternehmen Dynetics hat 12,3 Millionen US-Dollar von DARPA, der renommierten Abteilung für Verteidigungstechnologie des Pentagons, erhalten, um den Einsatz von KI in „Luftkonflikten hoher Intensität“ zu entwickeln. Der dritte Satz des aktuellen dreiphasigen Forschungs-/Implementierungsprogramms beinhaltet eine „realistische, bemannte Flugumgebung mit komplexer Mensch-Maschine-Zusammenarbeit“ – einschließlich Sprachkommunikation.
Die US-Luftwaffe ist nicht die Einzige, die diesen technologischen Vorsprung anstrebt. Die nächste Generation des hochmodernen russischen Kampfflugzeugs MiG-35 wird offenbar über einen Sprachassistenten verfügen, der in Hochdrucksituationen Ratschläge gibt. Testpilot Dmitry Selivanov sagt: „Wir nennen sie Rita, die Sprachkommunikantin. Ihre Stimme bleibt angenehm und ruhig, auch wenn Feuer auf den Motor trifft. Sie redet nicht die ganze Zeit, sie gibt nur Empfehlungen, wenn sich das Flugzeug Einschränkungen nähert. Hinweise werden auch während des Kampfeinsatzes gegeben.“
Auch für zivile Flugzeuge ist sprachgesteuertes Fliegen in der Entwicklung. Unternehmen wie Honeywell und Rockwell entwickeln Sprachschnittstellen für die Luftfahrt, wobei der Schwerpunkt zunächst auf der Reduzierung der Arbeitsbelastung der Piloten durch mühsame Aufgaben mit einfachen, sich wiederholenden Befehlen wie „Gib mir das Wetter am LAX und alle kritischen Wetterbedingungen unterwegs“ liegt. Es entstehen immer umfangreichere und anspruchsvollere Anwendungsfälle für Sprachtechnologie in der Luftfahrt. Vipul Gupta ist General Manager von Honeywell Aerospace Avionics. Er und sein Team legen großen Wert auf die Perfektionierung der Technologie des Sprachcockpits, insbesondere seiner Reaktionsgeschwindigkeit, die ein entscheidendes Sicherheitsmerkmal darstellt. Ihre Ingenieure haben die durchschnittliche Reaktionszeit des Sprachsystems auf 250 Millisekunden reduziert, was bedeutet, dass das System tatsächlich schneller reagieren kann als ein menschlicher Pilot.
Mit der Zeit werden sprachgesteuerte Flugzeugsysteme in den meisten Formen der Luftfahrt alltäglich werden. Kurzfristig werden die wichtigsten Anwendungsfälle jedoch in der allgemeinen Luftfahrt liegen, wo Einzelpiloten bekanntermaßen überlastet sind, insbesondere bei Einsätzen bei schlechtem Wetter oder in überfüllten Gebieten. Ein „Sprach-Copilot“ wird diese Belastungen verringern und das Flugerlebnis für Pilot und Passagiere sicherer machen.
Sprachgesteuerte Flugzeuge dürften auch den aufstrebenden Bereich der städtischen Luftmobilität dominieren, bei dem Kleinflugzeuge für Zwecke eingesetzt werden, die von Frachtlieferungen bis hin zu Besichtigungstouren innerhalb städtischer und vorstädtischer Lufträume reichen. Neue Flugzeugtypen wie elektrische Senkrechtstarter und Landeflugzeuge (eVTOLs) dürften diesen Bereich dominieren, wobei der Markt für eVTOLs voraussichtlich von null im Jahr 2022 auf 1,75 Milliarden US-Dollar im Jahr 2028 explodieren wird Da es an Piloten mangelt, entwickelt die Industrie jetzt vereinfachte, sprachgesteuerte Cockpit-Systeme, die von geschulten „Operatoren“ verwaltet werden können.
Vipul Gupta ist optimistisch, was die Zukunft des sprachgesteuerten Cockpits angeht. „Irgendwann“, sagt er, „werden wir einen Sprachassistenten haben, bei dem man einfach dabeisitzt.“ [the aircraft] und der Passagier wird sagen: „Hey, flieg mich dorthin, bring mich dorthin.“ Und dann macht es das System.‘“
Als lizenzierter Pilot mit erheblicher persönlicher Erfahrung im Cockpit vermute ich, dass er Recht haben wird – irgendwann. Wie bei den meisten Innovationen glaube ich, dass es länger dauern wird, als die ersten Anwender und Enthusiasten glauben. Dies ist besonders wahrscheinlich in einem kritischen Bereich wie der Luftfahrt, in dem die Überwindung menschlicher Vertrauensprobleme und regulatorischer Hürden Jahre dauern kann. Tatsache ist jedoch, dass die Herausforderungen des sprachgesteuerten Fliegens in vielerlei Hinsicht einfacher sind als die anderer Technologien, beispielsweise autonomer Autos. Ein Flugzeug, das beispielsweise in einer Höhe von 20.000 Fuß fliegt, muss sich nicht mit roten Ampeln, auf die Straße rennenden Kindern oder dicht aufsitzenden anderen Autofahrern auseinandersetzen.
Aus diesem Grund stimme ich den Experten zu, die sagen, dass wir früher sichere und effektive sprachgesteuerte Flugzeuge haben werden als autonome Autos. Und sobald die Technologie vollständig entwickelt ist, werden die Sicherheitsvorteile eines Systems, das im Notfall fast sofort auf gesprochene Befehle reagieren kann, zu groß sein, als dass die Luftfahrtindustrie darauf verzichten könnte.