Wodurch werden KI Projekte so teuer?

 Der Diskurs über Deutschland als Technologiestandort wird häufig verengt zu der frage warum es keine KI Forschung in Deutschland gibt. Dabei gab es zumindest in der Vergangenheit viele deutsche KI Projekte wie:

- verbmobil, Vitra, RHINO (Museumsroboter), ARMAR (humanoider Roboter), RoboCup@Home, Carolocup und Dickmanns autonomes fahren

Das Grundproblem bei KI Forschung ist dass es extrem teuer ist im Sinne von finanzieller Kosten. Ende der 1980er benötigten Forscher die schnellste verfügbare Hardware um darauf Lisp laufen zu lassen und erste neuronale Netze zu simulieren wie VAX Minicomputer (0.5 Mio US$ pro Stück) und Symbolics Workstation (100k US$ pro Stück). In diesen Computern war für die damalige Zeit sehr viel RAM verbaut und die Systeme waren Einzelanfertigungen aber kein MAssenprodukt wie der damals verfügbare Atari ST Rechner.

Und das sind nur die Ausgaben für die Hardware, hinzu kommen die Kosten für das KI Projekt selber. Künstlicher Intelligenz unterscheidet sich von klassischer Forschung dadurch dass es interdisziplinär betrieben wird. Neben der Informatik braucht man zugriff auf Mathematik, Sprachverarbeitung, Kognitionspsychologie usw. Allein eine Bibliothek welche all diese Literatur bereitstellt ist ein hoher Kostenfaktor.

Sowetwas wie preiswerte KI forschung welche auf Standardhardware läuft und nur ein Wissenschaftsgebiet umfasst gibt es nicht. Das wäre dann z.B. Forschung innerhalb der Mathematik oder Forschung innerhalb der Mechanik. Bei künstliche Intelligenz fließen all diese Bereiche zusammen. Ein robotik projekt besteht aus hardware, software, Algorithmen, Natürliche Sprache, Bilderkennung, neuronalen Netzen, Dateübertragung über Netze usw.

Bei KI Forschung im Jahr 2026 haben sich die Kosten weiter erhöht. Aktuelle Hardware um neuronale Netze zu trainieren ist sehr teuer, die Notwendigkeit unterschiedliche Disziplinen einzubeziehen hat sich verstärkt. Roboter werden heute über motion capture datensätze trainiert welche zuvor in Laboren für Bewegungsstudien erfasst wurden, DIe sprachverarbeitung erfolgt über Datenbanken in denen fremdsprachichige Korpora gespeichert sind und Bilderkennung benötigt riesige Beispieldatenbanken mit hunderten von Terabyte an Speicher. All diese Ressourcen sind teuer, die akademische Publikationen liegen geschützt hinter kostenpflichtigen Paywalls, selbstfahrende Elektroautos mit Lidar sensoren kosten deutlich mehr als ein Standard Auto und es dauert Jahrzehnte bis sich nachwuchsforscher in die Thematik eingearbeitet haben.

Grundlagen forschung im Jahr 1900 in den Bereichen Funkübertragung oder Elektronik war relativ einfach durchzuführen. Es braucht nicht mehr als einen Bastelkeller, einige wenige Grundlagenwerke aus dem Fachgebiet, ein wenig praktisches geschick beim Aufbau von Schaltungen und schon konnte die Spitzenforschcung beginnen.

Die schlechte Nachricht lautet dass es nicht möglich ist die Kosten zu senken. Neuronale Netze auf älterer Hardware zu trainieren funktioniert technisch nicht, Robotik ohne Sprachverarbeitung zu erforschen macht inhaltlich keinen Sinn, Trainingsdateaets zu erzeugen die nur wenige Megabyte groß sind erzeugt schlechte Resultte, und humanoide Roboter zu bauen die nur 3 servomotoren haben und über ein Stromkabel versorgt werden ist kein guter Standard in der autonomen Robotik.

Es gibt jedoch eine Methode um die Kosten massiv zu senken. Und zwar indem man KI Projekte rein virtuell durchführt. Das bedeutet, es gibt keine physische Hardware und es gibt keine realen Sensoren sondern die KI agiert in Computerspielen. Einsteigerfreundliche Projekte wären:

- Steuerung eines Pong Clones mit Hilfe neuronaler Netze
- Programmierugn einer SChach Engine
- simulation eines 6 beinigen Laufroboters als 3d Modell

Der verbleibende Kostenfaktor bei diesen Projekten ist die inhärente Multidisziplinarität, das also unterschiedliche Wissenschaftliche Bereiche wie Mathematik, Informatik, Biologie, Sprachwissenschaft, Statistik, Bewegungsstudien miteinander kombiniert werden. Möchte man z.B. einen simplen 6 beinigen Laufroboter in 3d Animieren benötigt man für diese Aufgabe unhzählige Bücher aus mehreren Bereichen der Unibibliothek. Es gibt kein Fachgebiet in einer Bibliothek was sich dezidiert mit laufrobotern beschäftigt, sondern es gibt nur Fächer die etwas über Mechanik, Programmierung, Animation, Algorithmen und Bewegung beinhalten.

Das was unter dem Stichwort Künstliche Intelligenz gemeint ist, stellt ein Mix da aus all diesen Disziplinen. All diese Informationen zu lesen und zu kombinieren ist zeitaufwendig. Es dauert lange bis sich newbies in die Thematik eingelesen haben.

Mit Hinblick auf den Erfolg von Large language modellen ab dem Jahr 2020 ist zwar klar wie erfolgreiche KI projekte aussehen, allerdings sind Large language projekte gleichzeitig die aufwendigsten KI Projekte überhaupt. Man braucht zwingend große datasets im Terabyte Umfang und schnelle GPU für das Training der neuronalen Netze. Insofern ist die Hürde solche Projekte zu beginnen sehr hoch.

In den 1980er Jahren kosteten Großforschungsprojekte im Bereich Künstliche Intelligenz 50 Mio DM. Aktuelle Forschung im Jahr 2026 mit Large language modellen kostet rund 500 Mio US$. Vermutlich werden künftige KI Projekte bei denen Robotik mit large language modellen kombiniert werden, Kosten von 5 Millarden US$ erzeugen. und sobald man damit beginnt Schwärme von Robotern zu bauen wird es nochmals teurer.