© 2011 IBM Corporation IBM Watson Dirk Wittkopp, Vice President IBM Deutschland Forschung & Entwicklung IBM Deutschland.

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1 © 2011 IBM Corporation IBM Watson Dirk Wittkopp, Vice President IBM Deutschland Forschung & Entwicklung IBM Deutschland

2 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 2 Daten überall … aber nur fragmentierte Antworten inkl. Warehouses ERP/SAP Customer Relationship Management und Subsysteme Marketing/Vertrieb CRM z.B. Niederlassungen/Merger ERP Subsysteme Supply Chain Management SCM Product Lifecycle Management PLM Web Webshop, Blogs, Foren, Communities Die Herausforderung der Informationsflut: Vielzahl an Datenquellen

3 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 3 800.000 petabytes 35 zettabytes Die Herausforderung der Informationsflut: Enormes Wachstum der Datenmenge

4 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 4 Video E-MailPapier Internet Die Herausforderung der Informationsflut: Unstrukturierte Daten

5 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 5 Was wäre, wenn ein Sys- tem nicht nur Zugriff auf alle Informationen hätte, sondern auch Antworten auf unsere Fragen geben könnte? Selbst wenn Fragen: indirekt hochgradig kontext- abhängig doppeldeutig und unscharf sind? IBM Watson IBM Watson – ein System was Antworten auf Fragen gibt

6 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 6 Jeopardy! ist die ultimative Herausforderung für ein Computersystem …denn es verlangt: breites Wissen feine Analyse und Verstehen von korrekte Bewertung der Antworten hohe Geschwindigkeit aus einer enormen Palette von Themen beim Ermitteln der Antworten (max.3 Sekunden) subtilen Bedeutungsun- terschieden, Ironie, Rä- tseln, Wortspielen etc. auf Basis von Wahrscheinlichkeiten

7 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 7 Watson vs. Deep Blue Deep Blue – Schach - 1997 Watson – Jeopardy! - 2011 Festes Spielfeld mit regelbasierten Spielzügen => Strukturierte Daten Mathematik und Statistik Logik und Taktik Unbegrenzte Anzahl an Fragen in natürlicher Sprache => Unstrukturierte Daten Wahrscheinliche Bedeutung und Kontext Vielfältige Analysemethoden

8 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 8 Und der Gewinner ist … IBM Watson ! Am 16. Februar 2011 schrieb das IBM Watson System Geschichte IBM Watson gewann gegen Ken Jennings und Brad Rutter – die erfolgreichsten Teilnehmer die jemals bei Jeopardy mitgespielt haben IBM Watson’s Gewinn wird für wohltätige Zwecke gespendet

9 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 9 Watson‘s Eigenschaften IBM Watson Verstehen und Lernen anstelle einfacher Stichwortsuche Fragen beantwortet er schnell, genau und in der Reihenfolge der wahrscheinlichsten Antworten Eigene Datenbasis entspricht Informationsmenge von 200 Millionen Textseiten. Keine Online-Informationen. Präzise Antworten anstelle sortierter Resultats-listen wie bei klassischen Suchmaschinen

10 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 10 IBM Watson: Jeopardy! Beispielfragen Mit viel „Gravitas“ wurde dieser Jünger der Dreifaltigkeit 1669 der Lucasian Professor für Mathematik? Du brauchst nur ein Nickerchen! Du hast nicht diese Schlafstör-ung, die dazu führen kann, dass man im Stehen einschläft. Sogar eine kaputte von diesen an der Wand stimmt zwei mal am Tag. Kategorie: „Cambridge“ Kategorie: Mach dir keine Sorgen Kategorie: Sprichwörter Wer ist Isaac Newton?Was ist Narkolepsie?Was ist eine Uhr? Beispielfrage für Doppeldeutigkeit Beispielfrage für WortspielBeispielfrage für Rätsel

11 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 11 Der „Google-Ansatz“ Keyword Matching In May, Gary arrived in India after he celebrated his anniversary in Portugal. explorer In May 1898 400th anniversary arrival in Portugal celebrated India Gary In May arrived in in Portugal celebrated India anniversary In May 1898 Portugal celebrated the 400th anniversary of this ex- plorer’s arrival in India.

12 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 12 Date Math Paraphrases Geo-KB Deeper Evidence India In May 1898 400th anniversary arrival in Portugal celebrated explorer Kappad Beach 27th of May 1498 landed in In May 1898 Portugal celebrated the 400th anniversary of this ex- plorer’s arrival in India. On the 27th of May 1498, Vasco da Gama landed in Kappad Beach. Vasco da Gama Statistical ParaphrasingGeoSpatial ReasoningTemporal Reasoning

13 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 13 Wie funktioniert IBM Watson? Frage Frage- & Themen- Analyse Zerlegung der Frage Hypothesen- Generierung Hypothesen- & Nachweis- Bewertung Antwort & Bewertung Finale Bewertung Antwort- synthese Mehrere Unterfragen Hunderte Hypothesen Tausende Quellen & HunderttausendeAn alyse-Ergebnisse Modell Erfahrungen Lernen Datenbasis

14 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 14 Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage Each year the EU selects capitals of culture; one of the 2010 cities was this turkish "meeting place of cultures“. one of cities the be place Turkish meeting cultures of 2010 this 1. Fragen- und Themenanalyse2. Zerlegung der Frage …in 2010? …turkish "meeting place of cultures“? … capitals of culture? EU capitals?

15 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 15 one of cities the be place Turkish meeting cultures of 2010 this Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage 2. Zerlegung der Frage …one of the 2010 cities? …turkish "meeting place of cultures“? …capitals of culture? Each year the EU selects capitals? 3. Primäre Suche

16 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 16 4. Finden von Antwortkanditaten Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage one of cities the be place Turkish meeting cultures of 2010 this 3. Primäre Suche Essen Istanbul Sarajevo Brussel Pécs Ottawa Turkey

17 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 17 Essen Istanbul Sarajevo Brussel Pécs Ottawa Turkey  4. Benennung primärer Antworten Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage Essen Istanbul Sarajevo Brussel Pécs Ottawa Turkey 5. Bewertung der Antworten

18 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 18 6. Tiefensuche nach Beweisen Essen Istanbul Sarajevo Brussel Pécs Ottawa Turkey  5. Bewertung der Antworten Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage Istanbul Sarajevo Essen Istanbul Sarajevo Brussel Pécs Ottawa Turkey

19 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 19 6. Tiefensuche nach Beweisen7. Bewertung der Beweise Essen Istanbul Sarajevo Brussel Pécs Ottawa Turkey  Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage Istanbul Sarajevo Essen

20 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 20 7. Bewertung der Beweise8. Antwortsynthese Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage Istanbul Sarajevo Essen …in 2010? …turkish "meeting place of cultures“? … capitals of culture? EU capitals? Istanbul Essen Sarajevo

21 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 21 8. Antwortsynthese 9. Errechnung der Überzeugung aus zusammengeführten Beweisen Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage …in 2010? …turkish "meeting place of cultures“? … capitals of culture? EU capitals? Istanbul Essen Sarajevo

22 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 22 9. Errechnung der Überzeugung aus zusammengeführten Beweisen 10. Antwort und Überzeugung Wie funktioniert IBM Watson? Eine Beispielfrage …in 2010? …turkish "meeting place of cultures“? … capitals of culture? EU capitals? Istanbul Essen Sarajevo Istanbul was this turkish “meeting place of cultures” in 2010 !

23 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 23 Technologien Hardware & Software Unter der Haube – Was steckt in IBM Watson? Sprache in Konzepte überführen UIMA, ESG, NE, Deep NLP Geclusterte Hochvolumige Datenhaltung Hadoop Suche & Lookups Lucene, SPARQL Massiv parallele CPU- Lastige Berechnungen Power Architektur Hardware 10 Racks mit IBM POWER 750 Servern 15 Terabyte RAM 2880 Prozessorenkerne 80 TeraFLOP/s Software Linux Betriebssystem Apache UIMA DeepQA Evidence and Scoring DeepQA verschie- dene Algorithmen

24 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 24 Wir entwickeln Watson weiter Weitere Themenfelder, z.B. Medizin, Literatur, Technische Wartung Pro-aktive Einbindung von Experten Realzeit-Daten und weitere Formate, z.B. Bilder, Video, Sprache Innovative Analyse- Verfahren

25 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 25 Zukünftige Anwendungen für Watson  Gesundheitswesen / Medizin: Diagnostik, Praxisdaten-basierende, kollaborative Behandlung  Technische Unterstützung: Hilfe- Telefon, Kontakt-Center  Wissens-Management und Business Intelligence  Regierung / Öffentlicher Dienst: Sicherheit Watson’s Fähigkeit, die Bedeutung und den Kontext natürlicher Sprache zu verstehen und extrem schnell relevante Information zu verarbeiten und so präzise Antworten zu finden, eröffnet enormes Potential für Innovationen in den verschiedensten Industrien.

26 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 26 Ausblick Einfache Textsuche IBM Watson Statische Daten, Eine Wissens-Domäne, Trainiert durch Experten Dynamisches Lernendes System Dynamische Daten, Verschiedene Wissens-Domanen, Training durch Fachleute Crowd-Sourcing Autonomes Lernendes System Spracherkennung, Verarbeitung von Sensor- Information, Vielfältige, kombinierbare Wissensgebiete, Selbständiges, weitgehend automatisiertes Lernen, Eigenständige Wahl anwendbarer Analyse- Techniken 201119852015+ Future

27 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 27 IBM Watson ist ein Research & Development Projekt $6Mrd. investiert die IBM jedes Jahr in Forschung 5 Nobelpreise davon 4 aus dem Forschungszentrum Zürich Mitarbeiter Patente 2010 verzeichnet IBM 5896 Patente, davon 500 in Deutschland. 3000 Forscher und mehr als 50.000 Entwickler Mehr als 60 IBM Forschungszentren auf 6 Erdteilen.

28 © 2011 IBM Corporation IBM Deutschland 28 IBM Deutschland Forschung & Entwicklung Dirk Wittkopp Vice President IBM Germany Research & Development GmbH wittkopp@de.ibm.com 28 IBM Deutschland Forschung & Entwicklung, Böblingen