OpenAI liefert die bisher klarste Analyse zu KI-Lügen - und kapituliert

Sie antworten schnell, oft klug - und manchmal völlig frei er­fun­den. Halluzinationen begleiten Künstliche Intelligenz seit ih­rem Aufstieg. OpenAI zeigt nun in einer der ausführlichsten Stu­dien zu dem Dilemma: Das Problem steckt tiefer im System, als viele dachten.
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OpenAIs bittere Wahrheit: KI-Fehler sind unvermeidbar

Drei Daten, dreimal falsch: Gefragt nach dem Geburtstag eines Studienautors nannte ein führendes Sprachmodell gleich mehrere Varianten - und lag jedes Mal daneben. Solche "Halluzinationen" sind mehr als Kuriositäten. Laut einer neuen OpenAI-Analyse sind sie tief im Fundament moderner KI verankert - und womöglich gar nicht abstellbar.

Die Forscher gehen systematisch vor. Mit Methoden der Lern­theorie zeigen sie: Die Fehlerrate beim Generieren von Sätzen ist mindestens doppelt so hoch wie bei einfachen Ja/Nein-Fragen. Grund ist, dass Sprache Wort für Wort vorhergesagt wird - jeder kleine Fehler potenziert sich in längeren Antworten. Selbst wenn das Training frei von falschen Daten wäre, bliebe dieses Grundrisiko bestehen.


Ein zweiter Faktor ist die sogenannte Singleton-Rate. Inspiriert von Alan Turings "Missing-Mass"-Schätzungen berechneten die Autoren: Wenn 20 Prozent bestimmter Fakten im Training nur einmal vorkommen, muss das Modell bei mindestens 20 Prozent der Fragen dazu scheitern. Kurios: Häufig erwähnte Personen wie Einstein bleiben meist korrekt, aber Randfiguren rutschen leicht ins Fantasiearchiv der KI.

Einfach erklärt - Missing Mass: Das Prinzip erinnert an das Ziehen von bunten Kugeln aus einer Urne. Wenn ein bestimmter Kugeltyp nur einmal drinliegt, ist die Chance groß, dass er beim nächsten Mal fehlt. In der Statistik nennt man das ‚Missing-Mass‘ - die Lücke zwischen dem, was man schon gesehen hat, und dem, was noch kommen könnte. Wer für eine Klassenarbeit nur eine Vokabel einmal gehört hat, wird sie beim Abfragen ziemlich sicher nicht zuverlässig parat haben. Überträgt man das aufs Training, ergibt sich: Ein Fünftel der Fakten taucht zu selten auf, also ist die Wahrscheinlichkeit hoch, das Modelle bei etwa einem Fünftel der Abfragen stolpern.

Auch die Architektur der Modelle spielt hinein. Ein Beispiel aus der Studie: Klassische Trigramm-Modelle mit nur drei Wörtern Kontext können mindestens 50 Prozent aller Antworten nicht korrekt bilden. Selbst moderne Systeme stolpern bei simplen Aufgaben wie Buchstabenzählen, weil sie Wörter als Tokens statt als Buchstaben repräsentieren.

Einfach erklärt - Trigramm-Dilemma: Man kann sich das wie ein Mensch vorstellen, der Sätze immer nur auf Basis der letzten drei gehörten Wörter fortsetzt. Wer den Satzanfang ‚Er verlor alles und war völlig außer ...‘ hört, wird ohne weiteren Kontext raten müssen: ‚... Kontrolle‘ oder ‚...sich‘. Die Trefferquote liegt zwangsläufig bei etwa 50:50.

Dazu kommt: Benchmarks, an denen Modelle trainiert und verglichen werden, bestrafen Unsicherheit fast immer. In neun von zehn untersuchten Tests gibt es null Punkte für "Ich weiß es nicht". Ein Modell, das ehrlich abbricht, steht also schlechter da als eines, das selbstbewusst Falsches behauptet. Die Forscher nennen das eine "Epidemie des Ratens". Infografik Generative KI: So teuer ist das Trainieren von KI-ModellenGenerative KI: So teuer ist das Trainieren von KI-Modellen

Auswege sind teuer

Als Ausweg schlagen sie explizite Vertrauensgrenzen vor: KIs sollen nur dann antworten, wenn ihre Wahrscheinlichkeit für Richtigkeit über einem Schwellenwert liegt. Damit ließe sich die Zahl falscher Antworten deutlich senken. Doch die Nebenwirkungen wären massiv: Chatbots müssten in bis zu 30 Prozent der Fälle passen - für viele Nutzer kaum akzeptabel.

Hinzu kommt der Kostenfaktor. Berechnungen von Unsicherheit verlangen deutlich mehr Rechenleistung. Für kritische Anwendungen wie Medizin oder Finanzsysteme ist das denkbar, weil Fehler teuer wären. Im Alltag dagegen, wo Millionen Fragen pro Tag gestellt werden, wären solche Systeme schlicht zu teuer und zu langsam.

Damit bleibt ein Dilemma: Mathematik, Training und Bewertung erzeugen zusammen ein Klima, in dem Halluzinationen unvermeidlich sind. Wer schnelle, selbstbewusste Antworten will, bekommt auch mal Fantasie. Wer sichere, zurückhaltende Systeme fordert, muss längere Wartezeiten und höhere Kosten akzeptieren. Ausgerechnet OpenAI selbst liefert nun die ernüchternde Botschaft: Mit heutigen Sprachmodellen ist der Traum einer völlig halluzinationsfreien KI wohl unerreichbar.

Was sind Large Language Models?
Large Language Models (LLMs) sind künstliche neuronale Netzwerke mit Milliarden von Parametern, die auf riesigen Textdatenmengen trainiert wurden. Sie können menschenähnliche Texte generieren und verstehen.

Diese Modelle basieren meist auf der Transformer-Architektur und nutzen Selbstaufmerksamkeitsmechanismen. Sie lernen statistische Muster in der Sprache ohne explizite Programmierung von Grammatikregeln.

Der Begriff "Large" bezieht sich sowohl auf die Modellgröße als auch auf die enormen Trainingskorpora mit Billionen von Wörtern aus dem Internet, Büchern und anderen Quellen.
Welche bekannten Modelle gibt es?
OpenAIs GPT-Serie führte den Durchbruch an, von GPT-1 bis zu GPT-4 mit geschätzten 1,76 Billionen Parametern. Diese Modelle zeigten erstmals beeindruckende Konversationsfähigkeiten.

Google DeepMind entwickelte Gemini als Konkurrenz zu GPT, wobei Gemini Ultra in Benchmarks teilweise GPT-4 übertraf. Auch PaLM und LaMDA stammen aus Googles Forschungslaboren.

Meta veröffentlichte die LLaMA-Serie als Open-Source-Alternative, während Anthropic mit Claude und andere Unternehmen wie Cohere eigene spezialisierte Modelle entwickelten.
Wie werden sie trainiert?
Das Training erfolgt in mehreren Phasen: Zunächst lernt das Modell durch unüberwachtes Lernen, das nächste Wort in einem Text vorherzusagen. Dies erfordert massive Rechenressourcen über Monate.

Anschließend folgt oft Supervised Fine-Tuning mit qualitativ hochwertigen Beispieldialogen und Reinforcement Learning from Human Feedback (RLHF) zur Verbesserung der Antwortqualität.

Die Trainingskosten erreichen Millionen bis Milliarden Dollar. Nur wenige Unternehmen können sich solche Investitionen leisten, was zu einer Konzentration der Technologie führt.
Welche Fähigkeiten haben sie?
LLMs zeigen emergente Fähigkeiten, die bei kleineren Modellen nicht auftreten: logisches Schließen, Programmierung, mathematische Problemlösung und kreatives Schreiben.

Sie können in verschiedenen Sprachen kommunizieren, Texte zusammenfassen, übersetzen und sogar Code generieren. Multimodale Versionen verarbeiten zusätzlich Bilder und andere Medien.

Besonders bemerkenswert ist ihre Fähigkeit zum "Few-Shot Learning" - sie können neue Aufgaben mit nur wenigen Beispielen erlernen, ohne explizit darauf trainiert worden zu sein.
Welche Probleme und Risiken bestehen?
Halluzinationen sind ein großes Problem: LLMs generieren oft plausibel klingende, aber falsche Informationen. Sie haben kein echtes Verständnis und können nicht zwischen Fakten und Fiktion unterscheiden.

Bias und Diskriminierung aus den Trainingsdaten werden reproduziert und verstärkt. Auch Urheberrechtsverletzungen durch Training auf geschützten Inhalten sind umstritten.

Sicherheitsexperten warnen vor Missbrauch für Desinformation, Betrug oder sogar zur Entwicklung gefährlicher Technologien. Die Kontrolle über diese mächtigen Systeme wird zunehmend diskutiert.
Zusammenfassung
  • OpenAI-Studie zeigt, dass KI-Halluzinationen tief im System verankert sind
  • Fehlerrate beim Generieren von Sätzen ist mindestens doppelt so hoch wie bei Ja/Nein-Fragen
  • Seltene Fakten mit 20 Prozent Singleton-Rate führen zu mindestens 20 Prozent Fehlern
  • Modellarchitekturen wie Trigramm-Modelle begrenzen die Genauigkeit strukturell
  • Benchmarks bestrafen Unsicherheit, wodurch KIs lieber raten als Unwissen zugeben
  • Vertrauensgrenzen könnten Fehler reduzieren, würden aber zu 30 Prozent Antwortverweigerung führen
  • Völlig halluzinationsfreie KI scheint mit heutigen Sprachmodellen unerreichbar zu sein

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