Eine Welt ohne Sprachbarrieren

Die Internationalisierung stellt auch Universitäten vor sprachliche Herausforderungen, schließlich sollen alle Studierenden den Lehrveranstaltungen folgen können. Alex Waibel hat eine Lösung entwickelt: Der „Lecture Translator“ zeichnet Vortragende automatisch auf und übersetzt die Sprachsignale simultan in Schriftform ins Englische. Die Studierenden können so über Laptop, Smartphone oder Tablet der Vorlesung folgen. Daneben werden auch die Vorlesungsfolien übersetzt, vergangene Veranstaltungen können so über Suchbegriffe in den verschriftlichten Vorträgen abgerufen werden. Von dem Service profitieren nicht nur ausländische, sondern auch hörgeschädigte Studierende. „Unsere Übersetzung ist nicht immer perfekt“, sagt Waibel, „aber sie ermöglicht den Studierenden, der Vorlesung deutlich besser zu folgen.“

Das Programm arbeitet mit neuronaler Statistik statt mit Sprachregeln. Es rechnet anhand von korrekten Übersetzungen aus, wie oft Worte und Wendungen in der einen Sprache, solchen im Parallelsatz der anderen entsprechen. Dabei ist die Software höchst effizient. Sie durchforstet das Internet und nutzt so eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Texten. „Schon nach wenigen Jahren waren wir mit lernenden Methoden besser als Systeme, die zwanzig Jahre lang mit Regeln gefüttert wurden“, berichtet der Leiter der Forschungsgruppe Interactive Systems Labs (ISL) am KIT. „Besonders durch Neuronale Netze welche die Rechenweise des Gehirns emulieren, konnten erstaunliche Fortschritte in akkurater Perzeption und Translation erreicht werden. Diese Netze lernen, von menschlich erstellten Transkriptionen und Übersetzungen das Essenzielle zu extrahieren, um gesprochene Sprache in Text zu verwandeln und diesen danach auf mehrere anderen Sprachen abzubilden.“

Waibel beschäftigt sich bereits seit mehr als 30 Jahren mit Maschinellem Lernen und Künstlicher Intelligenz im Bereich der Sprach- und Kommunikationstechnologie.

Seine Forschungsschwerpunkte sind Spracherkennung, Sprachverarbeitung, Sprachübersetzung sowie multimodale und perzeptive, also wahrnehmende, Systeme und neuronale Netze. Menschliche Interaktion und Schnittstellen zum Computer sollen effektiver gemacht und näher an die natürliche menschliche Kommunikation herangebracht werden.

Als Pionier auf dem Gebiet komplexer Sprachtechnologien war Waibel bereits in den 1980er Jahren der Überzeugung, dass diese nur durch Maschinelles Lernen und Interaktion realisiert werden könnten. Mit dem Time-Delay Neural Network (TDNN) stellte er bereits 1987 den ersten Ansatz vor, durch den Neuronale Netzwerke verschiebungsinvariant lernen können und lieferte damit einen der wichtigsten Grundbausteine (heute als „convolutional networks“ bekannt) heutiger künstlich intelligenter Systeme.

Darauf aufbauend entwickelten der Professor für Informatik und sein Team neuartige Kommunikationstechnologien, wie etwa JANUS (1991), das erste Sprachübersetzungssystem gesprochener Sprache in Europa und den USA, die erste Übersetzungsbrille (2004) oder Jibbigo (2009), das erste kommerzielle Sprachübersetzungssystem auf einem Mobiltelefon. Diese Technologien werden vielfältig eingesetzt, so auch bei humanitären Missionen. „Internationale Ärzteteams verwenden unsere Übersetzungssysteme, um mit einheimischen Patienten zu kommunizieren“, sagt Waibel und freut sich über die Fortschritte in der Erforschung und Entwicklung Künstlicher Intelligenz auf dem Feld der Sprachtechnologien: „Wir kommen damit dem Tag deutlich näher, an dem Sprachbarrieren wirklich weltweit fallen. Wahnsinn, dass dies in nur einer Forschergeneration möglich war!“ (roe, red)

Expertenmails mit Prof. Alex Waibel:

Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Prof. Alex Waibel her.

Fotonachweis
Foto Hörsaal: Markus Breig, KIT
Porträt Prof. Alex Waibel, IAR: Sandra Göttisheim, KIT