Wahlfach Artifical Intelligence & Visualisation

Die Wirtschaft verlangt zunehmend mehr Fachkräfte aus dem Sektor IT und hierzu wurden in Österreich weitreichende Änderungen im Lehrplan 2020 hinsichtlich "Künstlicher Intelligenz" (KI) verabschiedet. Die Inhalte im neuen Lehrplan greifen somit erst in gut zwei bis drei Jahren an den Informatik-HTLs, da die Änderungen den gesamten Lehrplan betreffen und AI erst ab dem dritten Jahr (11. Schuljahr) unterrichtet wird. Deshalb hat sich die HTL Kaindorf an der Sulm bereits 2018 zur Einführung eines Vertiefungsfachs "Künstliche Intelligenz" (VERT-KI) für die 12. und 13. Schulstufe entschieden, da dieses Thema aus Sicht der Verantwortlichen (Dr. Maria Grassmugg, Florian Schreiber) ein Garant für gute Jobaussichten darstellt, bei Schülerinnen und Schülern durchwegs beliebt und bekannt ist und sich bereits Erlerntes aus den Fächer Programmieren (python), Physik (Sensordaten) und Mathematik fächerübergreifend zusammenfassen lässt.
Zu Beginn des VERT-KI Faches werden die nötigen Grundlagen für den Aufbau eines neuronalen Netzes (NN) mathematisch erarbeitet, sodass den Schülerinnen und Schüler bereits hier sowohl die Komplexität als auch die Möglichkeiten eines NN näher gebracht werden. Die mathematischen Grundlagen für den Aufbau (Matrizenrechnung) eines NN sind bereits aus dem Fach "Angewandte Mathematik" bekannt und erhalten nun hier ihre erste praktische Anwendung. Das Thema "Backpropagation" wird mithilfe der im 12. Schuljahr erlernten Analysis (Differenzialrechnung) gelöst und auch hier werden fächerübergreifende Methoden praktisch angewandt. Unser Schülerinnen und Schüler verfügen bereits über ausreichende Kenntnisse der objekt-orientierten Programmierung und haben zu diesem Zeitpunkt bereits eine Vielzahl an Algorithmen implementiert und ebenso bezueglich. ihres Laufzeitverhaltens analysiert. Um das Ganze zu einer sinnvollen Anwendung zu schnüren, werden auf Basis eines Fahrzeuges (ugv) die Themen Client/Server, Datentransfer, Sensordatenfusion und Datensicherheit/Cybersecurity abermals fächerübergreifend erarbeitet und implementiert.

Zusätzlich zu den querschnittlichen technischen Grundlagen (Programmieren, Physik/Sensordaten, Mathematik) der KI werden auch die sozialpolitischen Auswirkungen der KI auf die Menschheit sowie die Auswirkungen der KI auf den Klimawandel erörtert, sodass unsere Schülerinnen und Schüler einen ganzheitlichen Überblick erhalten.

Gemeinsam mit der TU Graz besteht für die Schülerinnen und Schüler der Erwerb eines "AI-Certificate", das von der OCG (Österreichischen Computer Gesellschaft) in enger Zusammenarbeit der TU Graz erarbeitet wurde. Damit erhalten unsere Schülerinnen und Schüler neben der fachlichen Qualifikation auch ein Zertifikat, das diese Qualifikation belegt.
Ziel der Visualisierung ist eine gut designte Oberfläche, die es dem Benutzer ermöglich, ohne großes Nachdenken ein Softwareprodukt zu bedienen, aber auch die Ergebnisse klar darstellt.

Gerne werden Schlagworte wie „einfach“, „intuitiv“, „effektiv“ verwendet. Diese Begriffe sind Notwendigkeiten für die Bedienung immer komplexer werdender SW-Produkte. Die Interaktion zwischen Mensch-Maschine nehmen signifikant zu und somit steigt die Bedeutung der Mensch-Maschine Schnittstelle (HMI, Human Machine Interface).

Die Anforderungen an ein HMI richten sich nach dem bestimmungsmäßigen Gebrauch, dem Einsatzbereich und den Kenntnissen des Bedieners und seinen Vorlieben.