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Gesichtserkennungsanwendungen in der KI

Erfahre, wie Gesichtserkennungsanwendungen den Einzelhandel, die Sicherheit und vieles mehr verändern. Erhalte Einblicke in ihre Vorteile, Grenzen und ethischen Fragen.

Stell dir vor, du kommst zur Arbeit. Wenn du das Büro betrittst, macht eine Kamera ein kurzes Foto von deinem Gesicht. Hinter den Kulissen machen sich fortschrittliche Computer Vision Techniken an die Arbeit. Zunächst wird mit Hilfe der Objekterkennung festgestellt, dass ein Gesicht auf dem Bild zu sehen ist. Dann werden die wichtigsten Punkte deines Gesichts erfasst - der Abstand zwischen deinen Augen, die Form deiner Nase und die Kurve deines Kiefers. Diese Details bilden einen einzigartigen digitalen Code, den sogenannten "Gesichtsabdruck". 

Dein Gesichtsabdruck wird dann mit einer Datenbank mit den Gesichtern der Mitarbeiter verglichen, um deine Identität zu bestätigen. Mit einem schnellen und reibungslosen Verfahren kannst du dich mühelos anmelden, ohne dass du einen Ausweis oder einen Fingerabdruckscan benötigst. Die Gesichtserkennung wird aber nicht nur für die Anwesenheit am Arbeitsplatz genutzt. Sie wird auch in vielen anderen Bereichen unseres Lebens eingesetzt.

 In diesem Artikel werden wir uns mit den Anwendungen der Gesichtserkennung in verschiedenen Branchen befassen. Außerdem erörtern wir die Vorteile und ethischen Fragen, die die Gesichtserkennung mit sich bringt.

Vorteile der Gesichtserkennung

Bevor wir uns mit den verschiedenen Einsatzmöglichkeiten der Gesichtserkennung beschäftigen, sollten wir ihre Vorteile kennenlernen. Herkömmliche Identifizierungs- und Sicherheitsmethoden wie Ausweise, Passwörter und manuelle Kontrollen sind oft mit Verzögerungen, Betrugsrisiken und Unannehmlichkeiten verbunden. Die Gesichtserkennungstechnologie ändert dies, indem sie fortschrittliche Software einsetzt, um Menschen schnell und genau zu identifizieren. Sie verbessert die Sicherheit und macht viele Aufgaben schneller und einfacher.

Abb. 1. Die Vorteile der Gesichtserkennung.

Hier sind einige wichtige Vorteile:

  • Bessere Sicherheit: Gesichtserkennung hilft, Orte sicher zu halten, indem sie Personen genau identifiziert und die Wahrscheinlichkeit von unbefugtem Zutritt verringert.
  • Bequemlichkeit: Es erleichtert alltägliche Aufgaben wie das Stempeln bei der Arbeit, das Entsperren deines Telefons oder das Bezahlen, ohne dass du physische Ausweise oder Passwörter brauchst.
  • Schnellere Abläufe: Diese Technologie beschleunigt die Identifizierung und Verifizierung, was die Abläufe an Flughäfen, am Arbeitsplatz und in Geschäften beschleunigt.
  • Besseres Einkaufserlebnis: Im Einzelhandel kann die Gesichtserkennung deine Einkäufe personalisieren, indem sie dir maßgeschneiderte Vorschläge macht und den Checkout beschleunigt, um das Einkaufserlebnis angenehmer zu gestalten.

Ein weiterer interessanter Vorteil ist, dass die Gesichtserkennung KI-Systeme verbessern kann, indem sie verschiedene Prozesse automatisiert. Wenn du KI in deine Geschäftsabläufe integrierst, ist die Gesichtserkennung eine Computer Vision Anwendung, die dein System auf die nächste Stufe heben kann. Zum Beispiel kann die Gesichtserkennung dabei helfen, die Einhaltung von Sicherheitsprotokollen in der Produktion zu überwachen, z. B. ob bestimmte Arbeitnehmer/innen die vorgeschriebene Sicherheitsausrüstung wie Helme, Schutzbrillen und andere persönliche Schutzausrüstung (PSA) tragen. Anstatt nur die Anzahl der Arbeiter/innen zu zählen, die eine Schutzausrüstung tragen oder nicht tragen, hilft die Gesichtserkennung dabei, herauszufinden, welche Arbeiter/innen sie tragen.

Ein kurzer Blick auf die Gesichtserkennung im Laufe der Jahre

In den 1990er Jahren wurde die Gesichtserkennungstechnologie mit Techniken wie dem Eigenface-Ansatz populär, der einfache mathematische Methoden zur Erkennung von Gesichtern verwendete. Diese frühen Methoden waren jedoch in der Praxis nicht zuverlässig, da sie mit Veränderungen der Beleuchtung, des Gesichtsausdrucks und des Blickwinkels zu kämpfen hatten.

In den frühen 2000er Jahren wurden neue Methoden entwickelt, die lokale Merkmale wie Gabor-Filter und Local Binary Patterns (LBP) verwenden. Diese Methoden waren besser in der Lage, Variationen im Gesichtsausdruck zu erkennen, aber sie hatten immer noch ihre Grenzen und waren nicht immer genau genug.

Abb. 2. Die Geschichte der Gesichtserkennung.

Ein großer Durchbruch gelang Anfang der 2010er Jahre mit dem Aufkommen des Deep Learning, insbesondere der Faltungsneuronalen Netze (CNNs). Fortgeschrittene Methoden wie DeepFace und DeepID nutzen mehrere Verarbeitungsschichten, um detaillierte Merkmale von Gesichtern zu lernen. Deep Learning-Methoden haben Gesichtserkennungssysteme viel genauer und zuverlässiger gemacht, sodass sie für viele reale Anwendungen nützlich sind.

Einsatz von Gesichtserkennung in verschiedenen Branchen

Die Gesichtserkennungstechnologie wächst schnell und soll bis 2028 weltweit 13,4 Milliarden Dollar erreichen, mit einer Wachstumsrate von 16,3 % pro Jahr. Von 2017 bis 2019 haben 64 Länder damit begonnen, KI-Überwachung mit Gesichtserkennung einzusetzen. Einer der Gründe, warum die Gesichtserkennung so schnell angenommen wird, ist, dass sie in vielen Branchen eingesetzt werden kann, in denen die Identifizierung eines menschlichen Gesichts entscheidend ist. Schauen wir uns ein paar Anwendungen im Detail an.

Abb. 3. Verschiedene Anwendungen der Gesichtserkennung.

Gesichtserkennung in Einzelhandelsgeschäften

Im Einzelhandel verändert die Gesichtserkennung die Arbeitsweise der Geschäfte und macht das Einkaufen einfacher und individueller. Läden können jetzt wiederkehrende Kunden erkennen und ihnen auf der Grundlage ihrer früheren Einkäufe personalisierte Empfehlungen geben. Das macht das Einkaufen angenehmer und ermutigt die Kunden, wiederzukommen. Die Kunden können auch per Gesichtserkennung an der Kasse bezahlen, so dass sie kein Bargeld oder Karten mehr benötigen.

Abb. 4. Zahlungen per Gesichtserkennung.

Ein gutes Beispiel ist Russlands größter Lebensmitteleinzelhandelskonzern X5. Im März 2021 hat X5 zusammen mit Visa und der Sberbank ein Zahlungssystem mit Gesichtserkennung eingeführt. Kunden können bezahlen, indem sie einfach in eine 3D-Kamera schauen. Dieses System erleichtert die Verwaltung der Warteschlangen in den Geschäften, indem es den Bezahlvorgang beschleunigt, die Wartezeiten verkürzt und die Kassen schneller und effizienter macht.

Gesichtserkennung für die Sicherheit

Einer der größten Vorteile der Gesichtserkennungstechnologie ist, dass sie die Sicherheit verbessert. Bei Smartphones und anderen persönlichen Geräten bietet sie eine schnelle und sichere Möglichkeit, Bildschirme zu entsperren. Durch den Einsatz von Gesichtserkennung können Geräte sicherstellen, dass nur autorisierte Nutzer/innen auf sensible Informationen zugreifen können, was es Unbefugten erschwert, einzudringen. Im Vergleich zu herkömmlichen Passwörtern oder PIN-Codes, die erraten oder gestohlen werden können, bietet sie eine zusätzliche Sicherheitsebene.

Abb. 5. Entsperre dein Telefon mit Gesichtserkennung.

Die Gesichtserkennung wird auch häufig in Überwachungssystemen zur Kontrolle öffentlicher Räume eingesetzt. Sicherheitskameras mit Gesichtserkennung können Personen in Echtzeit identifizieren und den Behörden helfen, potenzielle Bedrohungen schnell zu erkennen. So kann die Gesichtserkennung zum Beispiel bekannte Kriminelle oder vermisste Personen bei Großveranstaltungen aufspüren und diese Orte sicherer machen. Unternehmen und Regierungsgebäude nutzen die Gesichtserkennung auch, um den Zugang zu gesperrten Bereichen zu kontrollieren. Sie erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern macht auch Identitätskontrollen schneller und zuverlässiger.

Gesichtserkennung am Flughafen

Flughäfen verändern ihre Arbeitsweise durch den Einsatz von Gesichtserkennung. Beim Check-in können Fluggäste ihre Identität schnell und sicher per Gesichtserkennung überprüfen. Das Gesicht eines Passagiers wird mit dem Gesicht in seinen Reisedokumenten verglichen. Auch die Sicherheitskontrollen und das Boarding werden reibungsloser. Die Passagiere müssen nicht mehr mehrere Ausweispapiere vorlegen. Stattdessen können sie einfach in eine Kamera schauen. Das macht das gesamte Reiseerlebnis nahtloser. 

Das gleiche System wird auch bei der Einreise an Flughäfen eingesetzt. Es macht die Identitätsüberprüfung genauer, beschleunigt das Einreiseverfahren und verringert Engpässe. Die U.S. Customs and Border Protection (CBP) hat die Gesichtserkennungstechnologie an 238 Flughäfen eingesetzt. Große US-Fluggesellschaften wie Delta, American und United haben die Gesichtserkennung in verschiedene Abschnitte der Passagierreise integriert, vom Check-in bis zum Boarding. Bis 2025 wird erwartet, dass über 53 % der Flughäfen weltweit biometrische Verfahren an den Sicherheitskontrollstellen einsetzen werden.

Abb. 6. Vereinfachung der Einreise mit Gesichtserkennung an Flughäfen.

Wenn wir sagen, dass die Gesichtserkennung den Prozess der Sicherheitskontrollen beschleunigt, dann nicht nur um ein paar Minuten. Eine Studie hat ergeben, dass der Prozentsatz der Passagiere, die innerhalb von 30 Minuten abgefertigt wurden, von 65% auf 87% gestiegen ist, als die Biometrie am Flughafen Dublin eingeführt wurde. Viele Passagiere schätzen auch die kürzeren Wartezeiten und die Erleichterung, nicht mehrere Ausweispapiere vorlegen zu müssen. Laut einer Umfrage bevorzugen 73 % der Passagiere die biometrische Identifizierung gegenüber herkömmlichen Methoden.

Ethische Fragen im Zusammenhang mit der Gesichtserkennung

Die zunehmende Verbreitung der Gesichtserkennungstechnologie wirft wichtige ethische Fragen auf, die es zu klären gilt. An erster Stelle steht der Datenschutz. Diese Systeme sammeln und speichern viele persönliche Daten, z. B. detaillierte Bilder der Gesichter von Menschen. Diese Daten können die Identität einer Person und sensible Informationen wie Geschlecht, Alter und sogar Gesundheitszustand preisgeben. Es besteht die Gefahr, dass diese Daten missbraucht werden, entweder durch unbefugten Zugriff oder durch Weitergabe, was eine ernsthafte Bedrohung für die Privatsphäre des Einzelnen darstellt.

Ein weiteres großes Problem sind Voreingenommenheit und Fairness. Viele Gesichtserkennungssysteme funktionieren nicht für alle gleich gut. Für bestimmte Gruppen, wie Frauen und Farbige, sind sie oft schlechter. Die Datensätze, die zum Trainieren dieser Systeme verwendet werden, sind oft nicht sehr vielfältig und für bestimmte Bevölkerungsgruppen voreingenommen. Studien haben zum Beispiel gezeigt, dass Gesichtserkennungssysteme bei der Identifizierung von dunkelhäutigen Personen mehr Fehler machen als bei hellhäutigen Personen. In Bereichen wie der Strafverfolgung und der Personalbeschaffung kann dies zu ungerechter Behandlung und Diskriminierung führen.

Abb. 7. Die Gesichtserkennung wirft viele ethische Fragen auf.

Von 2017 bis 2019 haben 64 Länder begonnen, Gesichtserkennungssysteme zu Überwachungszwecken einzusetzen. Diese weit verbreitete Nutzung wirft Fragen zu den bürgerlichen Freiheiten auf. Um diese ethischen Bedenken auszuräumen, sind starke Datenschutzmaßnahmen wie Datenverschlüsselung und strenge Zugangskontrollen unerlässlich, um persönliche Informationen zu schützen. Außerdem ist es wichtig, Gesichtserkennungssysteme auf verschiedenen Datensätzen zu trainieren, um Verzerrungen zu vermeiden und die Fairness zu verbessern. Klare Vorschriften und Richtlinien können dabei helfen, die Nutzung der Gesichtserkennung zu regeln und sicherzustellen, dass sie verantwortungsvoll und ethisch korrekt eingesetzt wird und die Rechte und Freiheiten der Menschen respektiert werden.

Ein letzter Blick auf die Gesichtserkennungsfunktion

Anwendungen zur Gesichtserkennung werden schnell zu einem Teil unseres Alltags und verändern mit ihren fortschrittlichen Funktionen viele Branchen. Schon bald könnte sie ein fester Bestandteil unserer Erfahrungen in Geschäften, Banken, Flughäfen und anderen öffentlichen Räumen sein. Obwohl die Vorteile klar auf der Hand liegen, müssen wir auch die ethischen Bedenken berücksichtigen, die damit einhergehen. Bei der weiteren Nutzung der Gesichtserkennung kommt es darauf an, das richtige Gleichgewicht zwischen Innovation und der Einhaltung von ethischen Verhaltensregeln zu finden. Auf diese Weise können wir die Vorteile der Technologie voll ausschöpfen und gleichzeitig die Rechte und Freiheiten des Einzelnen schützen. 

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