Künstliche Intelligenz in öffentlichen Verwaltungen

Grundlagen, Chancen, Herausforderungen und Einsatzszenarien
1. Auflage 2023
ISBN: 978-3-658-40100-9
Verlag: Springer

Medienkombination, Deutsch, 208 Seiten, Book + Digital Flashcards, Format (B × H): 148 mm x 210 mm, Gewicht: 301 g

Reihe: Edition eGov-Campus

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 und
• Anforderungen 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.

Zielgruppe

Lower undergraduate

Autoren/Hrsg.

Heine, Moreen

Dhungel, Anna-Katharina

Schrills, Tim

Wessel, Daniel

Fachgebiete

• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Informatik Künstliche Intelligenz
• Sozialwissenschaften Politikwissenschaft Politische Systeme Verwaltungswissenschaft, Öffentliche Verwaltung
• Rechtswissenschaften Öffentliches Recht Verwaltungsrecht Verwaltungsorganisation und -politik, Verwaltungslehre
• Wirtschaftswissenschaften Wirtschaftssektoren & Branchen Öffentlicher Dienst, Öffentlicher Sektor
• Rechtswissenschaften Öffentliches Recht Verwaltungsrecht Verwaltungspraxis Public Management

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Überblick über die Themen des Buches1.2 Zum Begriff1.3 Anwendungsoptionen für KI im öffentlichen Sektor1.4 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfalls2 Grundlagen: Input2.1 Einleitung2.2 Daten verstehen2.3 Übung zum Verständnis von Daten2.4 Datenqualität2.5 Beziehungen zwischen Daten2.6 Die Verzerrung von Daten (Bias)2.7 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall3 Grundlagen: Verarbeitung3.1 Einleitung3.2 Überwachtes Lernen (Supervised Learning)3.3 Unüberwachtes Lernen (Unsupervised Learning)3.4 Bestärkendes Lernen (Reinforcement Learning)3.5 Künstliche Neuronale Netze3.6 Support Vector Machine3.7 Lineare und logistische Regression3.8 Übung3.9 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall4 Grundlagen: Output4.1 Einleitung4.2 Fallbeispiele4.2.1 SchreibFix4.2.2 Memoriali4.2.3 Übung4.3 Kategorien4.3.1 Übung4.4 Pattern Matching4.4.1 Übung4.5 Numerische Prädiktion4.5.1 Übung4.6 Synthetische Ergebnisse4.6.1 Übung4.7 Forecasting4.7.1 Übung4.8 Metadaten von Ergebnissen4.8.1 Übung4.9 Abschluss5 KI-Strategie5.1 KI-Strategien als Planungs- und Führungsinstrumente5.2 KI-Management5.3 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfalls6 Gebrauchstaugliche Entwicklung von KI-Anwendungen6.1 Einleitung6.2 Fallbeispiele6.3 Gebrauchstauglichkeit6.4 Menschzentrierte Gestaltung6.4.1 Analysephase6.4.2 Konzeptionsphase6.4.3 Realisierungsphase6.4.4 Summative Evaluationsphase6.4.5 Fazit zur menschzentrierten Gestaltung6.5 Besondere Anforderungen bei KI-Anwendungen6.6 Besondere Anforderungen der öffentlichen Verwaltung6.7 Fragen an KI-Anwendungen in der öffentlichen Verwaltung6.8 Ihr Beitrag bei der menschzentrierten Entwicklung von KI-Anwendungen für die öffentliche Verwaltung6.9 Übungsfragen: Gebrauchstaugliche Entwicklung von KI-Anwendungen6.10 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall7 Mensch-KI-System7.1 Einleitung7.2 Fallbeispiele7.3 Arten der Zusammenarbeit7.4 Automation7.5 Kriterien guter Zusammenarbeit in Mensch-KI-Systemen7.5.1 Vorbedingung: Verwendung von KI offen legen7.5.2 Autonomie und Kontrolle7.5.3 Transparenz/Nachvollziehbarkeit7.5.4 Verlässlichkeit7.5.5 Robustheit7.5.6 Sicherheit7.5.7 Weitere Rahmenmodelle7.6 Gestaltung der Zusammenarbeit in Mensch-KI-Systemen7.7 Fragen an KI-Anwendungen in der öffentlichen Verwaltung7.8 Übungsfragen: Mensch-KI-System7.9 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall8 Erklärbare KI8.1 Einleitung8.2 Fallbeispiele8.2.1 SchreibFix – Beispiel 18.2.2 Memoriali – Beispiel 28.3 Warum erklären?8.3.1 Wie Erklärungen helfen können8.3.2 Was eine Erklärung ist8.3.3 Unterschiedliche Level von Erklärungen8.3.4 Übung8.4 Wie erklären?8.4.1 Methoden der Erklärbarkeit8.4.2 Übung8.5 Counterfactual Explanations8.5.1 Beispiel Counterfactual Explanations8.5.2 Was ist Counterfactual Explanation?8.5.3 Vor- und Nachteile von Counterfactual Explanations8.5.4 Übung8.6 Technologien im XAI Bereich8.6.1 Pixel für Pixel Relevanz feststellen8.6.2 Dekomposition neuronaler Netze8.6.3 Schichtweise rückwärts durch das Netz8.6.4 Übung8.7 Erklärungen evaluieren8.7.1 Was ist eine „gute“ Erklärung?8.7.2 Methoden zur Evaluation von Erklärungen8.7.3 Übung8.8 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall8.9 Zusammenfassung9 Prozessautomatisierung9.1 Einleitung9.2 Assistenzsysteme9.3 Business Process Management9.4 Grundlagen zu Robotic Process Automation9.5 Arbeitspsychologie und RPA-Einsatz9.6 Zum Einsatz von RPA in der Verwaltung9.7 Übung zur Prozessoptimierung9.8 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall10 Textverarbeitung
10.1 Einleitung10.2 Grundlagen der Textverarbeitung10.2.1 Übung10.3 Natural Language Processing Bestandteile Intent, Entity, Kontext und Dialogue Management10.3.1 Übung10.4 Ziele von Textverarbeitung10.4.1 Anwendungsbereiche von Textverarbeitung10.4.2 Fallbeispiele10.4.3 Übung10.5 Beispiele einfache Sprache10.6 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall11 KI & Ethik11.1 Einleitung11.2 Fallbeispiele11.3 Ethik und KI – sieben Thesen11.3.1 Menschen würden von einer KI ethisches Verhalten erwarten11.3.2 Der Einsatz von KI macht unsere Entscheidungsregeln und die Konsequenzen transparent11.3.3 Der Einsatz von KI erfordert, dass sich auf soziale und moralische Normen festgelegt wird11.3.4 Logik und Rationalität “der KI” ist ein Trugschluss und wäre auch nicht wünschenswert11.3.5 Wissenschaft und Technik sind wertneutral11.3.6 Computer können einen extrem starken Einfluss auf unser Verhalten haben11.3.7 Die Verantwortung liegt beim Menschen11.4 Ethische Aspekte beim Einsatz von KI-Systemen11.4.1 Fairness11.4.2 Vermeidung von Verzerrungen (biases)11.4.3 Datenschutz & Privatsphäre11.4.4 Vermeidung von (oft subtilen) Beeinflussungen11.4.5 Auswirkungen von KI auf die öffentliche Verwaltung11.4.6 Gesellschaftliche Auswirkungen11.4.7 Zielkonflikte11.5 Ethische Bewertung von KI-Anwendungen11.6 Ethische Aspekte von KI – Interview mit Christian Herzog, Leiter Ethical Innovation Hubs der Universität zu Lübeck11.6.1 Wie würdest du kurz und prägnant definieren, was Ethik ist?11.6.2 Aus welcher Perspektive betreibst du Ethik? Welche Aspekte von Ethik sind dir besonders wichtig?11.6.3 Welche ethischen Aspekte sind bei KI in der öffentlichen Verwaltung besonders relevant?11.6.4 Wie wird KI die öffentliche Verwaltung verändern? Worauf muss die öffentliche Verwaltung bei Ethik besonders achten, damit es nicht zur Dystopie  wird?11.6.5 Was würdest du Mitarbeitern der ÖV mitgeben, bzw. Personen, die mit KI zu tun haben, bezüglich Ethik und KI?11.6.6 Als letzte Frage, gibt es noch weitere Punkte, bezüglich Ethik und KI, die wir nicht angesprochen haben, die aber wichtig sind?11.7 Fragen an KI-Anwendungen in der öffentlichen Verwaltung11.8 Übungsfragen: KI & Ethik11.9 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall12 KI & Recht12.1 Einleitung12.2 Erste Regulierungsansätze12.3 Die Datenschutz-Grundverordnung12.4 Übung zur Datenschutz-Grundverordnung12.5 Die Vereinbarkeit von KI und Datenschutz am Beispiel eines Chatbots12.6 Der vollständig automatisierte Verwaltungsakt12.7 Übung zum vollständig automatisierten Verwaltungsakt12.8 Aufgaben zum eigenen Anwendungsfall13 Ausblick

Über Autor(innen)

Moreen Heine ist Professorin für E-Government und Open Data Ecosystems an der Universität zu Lübeck und wissenschaftliche Leiterin des Joint eGov and Open Data Innovation Labs. Sie forscht zu menschzentrierten und prozessorientierten Anwendungen im öffentlichen Sektor.
Anna-Katharina Dhungel arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Multimediale und Interaktive Systeme im Bereich E-Government und Open Data Ecosystems. In ihrer Forschung untersucht sie unterschiedliche Einsatzszenarien von Künstlicher Intelligenz im Öffentlichen Sektor, insbesondere in der Judikative.
Tim Schrills arbeitet am Institut für Multimediale und Interaktive Systeme in Lübeck. Er fokussiert sich in seiner Forschung auf die Interaktion zwischen Menschen und intelligenten Systemen und untersucht, wie diese Systeme vertrauenswürdig und nachvollziehbar gestaltet werden können.Daniel Wessel ist Postdoc am Institut für Multimediale und Interaktive Systeme (IMIS) an der Universität zu Lübeck. Er arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Schnittbereich von Psychologie und Technologie in Forschung und Lehre, insbesondere mit den Themen E Government und Evaluationen.