Eines der scheinbar am häufigsten verwendeten Wörter in der Technik ist der Algorithmus. Von den Apps auf Ihrem Telefon über die Sensoren in Ihren Wearables bis hin zur Anzeige von Posts in Ihrem Facebook-Newsfeed werden Sie aufgefordert, einen Dienst zu finden, der nicht mit einem Algorithmus betrieben wird.
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Techniken des maschinellen Lernens und künstliche Intelligenz - die größten und bedeutendsten technologischen Fortschritte unserer Zeit - können ohne eine Reihe von Algorithmen nicht funktionieren. Daher ist dies ein außerordentlich wichtiges Konzept für zukünftige Technologien.
Was ist ein Algorithmus?
Ein Algorithmus kann am besten als ein genauer Satz von Anweisungen beschrieben werden, denen ein Computer folgt, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen, normalerweise um ein Problem zu lösen. Die Anweisungen eines Algorithmus müssen aus einer Reihe von Schritten bestehen, die in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden. Was bei jedem Schritt zu tun ist, hängt vom Ergebnis der zuvor durchgeführten Schritte ab.
Beispielsweise werden die Algorithmen, die beispielsweise Instagram unterstützen, so programmiert, dass Benachrichtigungen an Ihr Telefon gesendet werden, wenn jemandem Ihr Foto gefallen hat. Sie werden dann geschrieben, um dieses Like zur Anzahl der bereits gesammelten Likes hinzuzufügen und die Gesamtsumme zu aktualisieren.
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Algorithmen arbeiten mit Eingabedaten, bei denen es sich möglicherweise um eine Liste von Zahlen handelt, die in aufsteigender Reihenfolge eingegeben werden müssen, oder um die RGB-Werte eines Bildes, bei denen der Algorithmus bestimmen muss, ob ein menschliches Gesicht vorhanden ist [z. B. Gesichtserkennungstechnologie], erklärt Will Addison, Principal Engineer und Algorithmus-Experte bei Cambridge Berater .
Er erklärt, dass einige Algorithmen zwar garantiert das gewünschte Ergebnis erzielen, viele jedoch nicht. Die meisten Algorithmen sind vollständig deterministisch, während einige Zufallszahlen verwenden, um ihre Ergebnisse zu erzielen.
Algorithmen werden manchmal mit Rezepten für die Zubereitung einer Mahlzeit verglichen, und das ist bis zu einem gewissen Grad fair genug, aber das Wichtigste an Algorithmen ist, dass sie keinen Raum für Interpretationen lassen, fügt Addison hinzu. Sie müssen absolut präzise sein und genau vorschreiben, was bei jedem Schritt zu tun ist.
Warum sind Algorithmen so wichtig?
Algorithmen gibt es in vielen Formen und Größen, von kurz und einfach bis lang und komplex. Am komplexesten Ende dieses Spektrums stehen Algorithmen für maschinelles Lernen. Diese sind so konzipiert, dass sie Schritte automatisch lernen und im Allgemeinen so komplex sind, dass ein Mensch nicht vollständig verstehen kann, wie er die Ergebnisse erzielt, die er erzielt.
Computer ohne Algorithmen hätten keinen Zweck und keine Verwendung. Mit Algorithmen weisen wir Computer an, das zu tun, was wir von ihnen benötigen. Diese Algorithmen werden in Form von Computercode ausgedrückt, aber es sind die Ideen in den Algorithmen, die ausgedrückt werden, die ausschlaggebend sind. Viele Dienste hängen außerdem von einer Vielzahl von Algorithmen ab, die zusammenarbeiten.
Bedenken hinsichtlich der Undurchdringlichkeit einiger dieser Algorithmen stecken hinter den vorgeschlagenen neuen EU-Vorschriften, die darauf hindeuten, dass wir das Recht haben, eine Erklärung für jede Entscheidung zu erhalten, die durch automatisierte Verarbeitung über uns getroffen wird. Angesichts der Tatsache, dass Algorithmen ein wesentlicher Bestandteil der kommenden Technologie und damit unserer Zukunft sind, ist es schwierig, die Rolle, die Algorithmen spielen, zu überschätzen.
Wie funktionieren Algorithmen? Ein Beispiel
Ein Beispiel für einen erfolgreichen, aber sehr einfachen Alltagsalgorithmus ist der, der von einem typischen Zentralheizungssystem verwendet wird, um ein Haus auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Die Eingaben in den Algorithmus wären die gewünschte Temperatur und die Messung der aktuellen Temperatur am Thermostat.
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Zu jedem Zeitpunkt bestimmt der Algorithmus, ob die Heizung auf folgende Weise ein- oder ausgeschaltet werden soll:
Wenn die gemessene Temperatur 1 Grad unter der gewünschten Temperatur (oder niedriger) liegt, wird die Heizung eingeschaltet
Wenn die gemessene Temperatur innerhalb von 1 Grad der gewünschten Temperatur liegt, bleibt die Heizung in ihrem aktuellen Zustand
Wenn die gemessene Temperatur 1 Grad über der gewünschten Temperatur (oder höher) liegt, wird die Heizung ausgeschaltet
Laut Addison ist die von Cambridge Consultants für das Energy Systems Catapult durchgeführte Arbeit ein gutes Beispiel dafür, wie die zunehmende Fähigkeit, kostengünstig mehr Daten zu sammeln und rechenintensivere Algorithmen auszuführen, die Systeme um uns herum verbessert und so das Smart Home ermöglicht.
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Durch das Sammeln von mehr benutzergenerierten Daten von Thermostaten kann die Energiesystemkatapult Das System kann die Temperatur aus jedem Raum im Haus in den Algorithmus einspeisen und nicht nur die Temperatur von einem einzelnen Punkt im Haus.
Der Heizungsregelungsalgorithmus werde in den nächsten Stunden auch auf die gewünschte Temperatur aufmerksam gemacht, fügt er hinzu. Es verfügt daher über ein Modell, das vorhersagen kann, wie sich die Temperatur jedes Raums im Haus im Laufe der Zeit ändert, wobei auch die Außenlufttemperatur berücksichtigt wird. Zu jedem Zeitpunkt wird vorausgesagt, wie sich die Temperaturen in jedem Raum sowohl bei eingeschaltetem als auch bei ausgeschaltetem Kühler ändern.
Diese Vorhersagen werden verwendet, um zu entscheiden, wann jeder Kühler eingeschaltet werden soll. Infolgedessen ist der Algorithmus viel komplexer, führt jedoch zu einer viel besseren Benutzererfahrung, da die Heizung genau zum richtigen Zeitpunkt eingeschaltet wird, damit die richtigen Räume warm werden, wenn Sie von der Arbeit nach Hause kommen. Ein intelligenteres und personalisierteres System dank der Verwendung verbesserter Algorithmen.
