OpenAI o1: Eine neue Reihe von OpenAI-Modellen für logisches Denken mit KI

In der KI-Community wird rege darüber spekuliert, was als Nächstes für die GPT-Modelle von OpenAI kommt. Viele bezeichnen es als „Project Strawberry“. Der Grund dafür: Wenn du GPT-4o fragst, wie viele R im Wort „strawberry“ vorkommen, antwortet das Modell, es seien zwei. Das mag angesichts der Leistungsfähigkeit von GPT-4o seltsam erscheinen. Gerüchten zufolge soll das nächste Modell genau dieses Problem lösen. Sam Altman heizte die Spekulationen weiter an, indem er auf seinem X-Konto (früher Twitter) Bilder von Erdbeeren veröffentlichte.

Mit der neuesten Ankündigung von OpenAI am Donnerstag, dem 12. September, haben wir endlich eine Antwort auf die Spekulationen! OpenAI o1, eine neue Reihe von KI-Denkmodellen, die vor der Antwort langsamer vorgehen und nachdenken sollen, wurde veröffentlicht. Interessanterweise kann OpenAI o1 besser schlussfolgern und die Frage zu Erdbeeren richtig beantworten! In diesem Artikel erklären wir, was OpenAI o1 ist, wie es funktioniert, wofür es eingesetzt werden kann und was es für die Zukunft der KI bedeutet. Los geht’s!

Abb. 1 Ein Beispiel für eine Eingabe an OpenAI o1 zu Erdbeeren.

Neue KI-Fortschritte von OpenAI#

Im Juli 2024 erklärten Führungskräfte von OpenAI, die Forschung des Unternehmens nähere sich einem menschlichen Niveau der Problemlösung, das als KI-Stufe 2 bezeichnet wird. Dass sich diese Stufe auf Schlussfolgerungen konzentriert, ist offensichtlich: OpenAI stellt seine neue Modellreihe OpenAI o1 als Modell vor, das vor der Antwort nachdenkt. OpenAI o1 ist ein neues LLM (großes Sprachmodell), ein KI-Modell, das Muster in riesigen Mengen von Sprachdaten erlernt, um menschenähnliche Texte zu verstehen und zu erzeugen. Es wurde für komplexe Probleme entwickelt, die tiefgehende Schlussfolgerungen erfordern.

Abb. 2. OpenAIs Sicht auf die Entwicklungsstufen der KI.

Das Modell wurde mithilfe von bestärkendem Lernen trainiert. Dabei lernt das Modell durch Versuch und Irrtum, bessere Entscheidungen zu treffen, indem es für seine Handlungen Belohnungen oder Strafen erhält. Der Algorithmus für bestärkendes Lernen hilft dem Modell, effektiver nachzudenken, indem er einer Gedankenkette folgt. OpenAI teilte außerdem mit, dass sich die Leistung von o1 durch mehr bestärkendes Lernen während des Trainings und durch mehr Zeit zum „Nachdenken“ bei der Problemlösung weiter verbessert. Das zeigt, dass sowohl längeres Training als auch sorgfältige Verarbeitung die Fähigkeiten des Modells steigern.

OpenAI o1 ist zwar ein bedeutender Fortschritt beim komplexen Schlussfolgern, aber noch ein frühes Modell und verfügt nicht über einige Funktionen, die ChatGPT nützlich machen, etwa das Durchsuchen des Internets oder das Hochladen von Dateien und Bildern. Für viele alltägliche Aufgaben ist GPT-4o derzeit möglicherweise noch leistungsfähiger. OpenAI o1 ist jedoch ein großer Schritt nach vorn für die Fähigkeit der KI, komplexe Schlussfolgerungen zu ziehen. Deshalb startet OpenAI eine neue Modellreihe und nennt sie OpenAI o1.

Wie die neuen OpenAI-Modelle das Schlussfolgern von KI verbessern#

OpenAI o1 kann für Aufgaben wie das Entschlüsseln von Codes, das Lösen von Programmieraufgaben, das Beantworten mathematischer Fragen, das Lösen von Kreuzworträtseln und sogar für komplexe Themen aus Wissenschaft, Sicherheit und Gesundheitswesen verwendet werden. In einer amüsanten Anspielung auf den Codenamen des Projekts zeigte OpenAI die Fähigkeiten des Modells zum logischen Schlussfolgern, indem es einen Code knackte, der die Nachricht „THERE ARE THREE R’S IN STRAWBERRY.“ enthielt.

OpenAI o1 kann nicht nur Codes entschlüsseln, sondern ist auch gut im Programmieren. Das Modell schneidet bei Wettbewerben wie denen auf Codeforces gut ab, einer Plattform, auf der Programmierer unter Zeitdruck komplexe Programmieraufgaben lösen. Bei diesen Wettbewerben erreicht das Modell hohe Elo-Werte (ein Bewertungssystem, das den Kenntnisstand anhand der Leistung im Vergleich zu anderen Teilnehmern misst) und übertrifft frühere Modelle. Auch in Mathematik ist es stark und erzielt gute Ergebnisse bei Prüfungen wie der American Invitational Mathematics Examination (AIME).

Abb. 3. Benchmarking der Programmierfähigkeiten von o1.

Diese Fortschritte machen OpenAI o1 zu einer bedeutenden Verbesserung gegenüber früheren Modellen wie GPT-4o. Das Modell eröffnet neue Möglichkeiten für den Einsatz von KI in Bereichen wie Wirtschaft, Entwicklung, Forschung und Gesundheitswesen. In der Genetikforschung kann OpenAI o1 beispielsweise schnell zahlreiche Forschungsarbeiten durchgehen und wichtige Ergebnisse sowie Zusammenhänge zwischen genetischen Markern und Krankheiten herausarbeiten. Das Modell versteht komplexe wissenschaftliche Sprache und kann wichtige Punkte zusammenfassen. So können sich Forscher auf die relevantesten Informationen konzentrieren.

Ein genauerer Blick auf die Gedankenkette#

Wie bereits erwähnt, führt OpenAI o1 einen Denkprozess nach dem Prinzip der „Gedankenkette“ ein. Dadurch kann das Modell komplexe Probleme ähnlich wie beim menschlichen Denken angehen. Es kann Herausforderungen in kleinere, überschaubare Schritte zerlegen und seinen Ansatz schrittweise verbessern. Anders als frühere Modelle, die sich auf unmittelbare Mustererkennung stützten, optimiert o1 seine Entscheidungsfindung, indem es verschiedene Denkwege erkundet und durch bestärkendes Lernen aus Erfolgen und Fehlern lernt.

OpenAI hat beschlossen, diese rohen Gedankengänge vor den Nutzenden verborgen zu halten und stattdessen Zusammenfassungen bereitzustellen, die Einblick in die Schlussfolgerungen des Modells geben, ohne jeden einzelnen Schritt offenzulegen. Diese Entscheidung trägt dazu bei, einen Missbrauch des Denkprozesses des Modells zu verhindern und Entwicklerinnen und Entwicklern dennoch die Möglichkeit zu geben, die KI-Sicherheit und -Ausrichtung zu überwachen und zu verbessern. Durch die interne Prüfung der verborgenen Gedankengänge können Entwickler sicherstellen, dass o1 die ethischen Richtlinien einhält und schädliches Verhalten vermeidet.

Benchmarktests für OpenAI o1#

OpenAI o1 zeigt in mehreren Benchmarks, mit denen Denk- und Problemlösungsfähigkeiten geprüft werden, deutliche Verbesserungen gegenüber GPT-4o. Bei der American Invitational Mathematics Examination (AIME) 2024, einer anspruchsvollen Mathematikprüfung für besonders leistungsstarke Gymnasiasten, erreichte o1 mit nur einer Stichprobe pro Aufgabe eine Genauigkeit von 74 %, verglichen mit 12 % bei GPT-4o. Bei einer Abstimmung über 64 Stichproben stieg die Genauigkeit auf 83 %. Mit einem verbesserten Rangordnungsverfahren und 1.000 Stichproben erreichte das Modell 93 % und gehörte damit zu den 500 besten Schülern des Landes.

Neben Mathematik schnitt o1 auch bei Benchmarks zum wissenschaftlichen Wissen außergewöhnlich gut ab, etwa bei GPQA Diamond, das Fragen auf Doktorandenniveau in Chemie, Physik und Biologie umfasst. Bemerkenswerterweise übertraf o1 in diesem Test menschliche Experten mit Doktortitel und war damit das erste KI-Modell, dem dies gelang. Außerdem übertraf es GPT-4o in 54 von 57 Kategorien des MMLU-Benchmarks, der das Verständnis zahlreicher Fachgebiete wie Geschichte, Recht und Naturwissenschaften prüft. Neuere OpenAI-Modelle wie GPT-6.1 Sol verarbeiten sowohl Bilder als auch Text. Die Ultralytics-VLM-Bestenliste vergleicht ihre Objekterkennung mit der anderer Vision-Language-Modelle.

Abb. 4 Benchmarktests für OpenAI o1.

OpenAI o1 selbst ausprobieren#

OpenAI hat zwei neue KI-Modelle der o1-Reihe vorgestellt: o1-preview und o1-mini. Das Modell o1-preview soll vor der Antwort gründlicher nachdenken und ist besonders stark bei komplexen Schlussfolgerungsaufgaben in Wissenschaft, Programmierung und Mathematik. Es bietet fortschrittliche Problemlösungsfähigkeiten für alle, die anspruchsvolle Projekte angehen. Im Gegensatz dazu ist o1-mini ein kleineres, schnelleres und kostengünstigeres Modell, das speziell für Schlussfolgerungsaufgaben in MINT-Fächern, insbesondere Mathematik und Programmierung, optimiert ist. Zwar verfügt es möglicherweise über ein weniger umfangreiches Allgemeinwissen, doch erreicht o1-mini bei wichtigen Bewertungen wie dem Mathematikwettbewerb AIME und den Programmierwettbewerben auf Codeforces fast die Leistung von o1-preview – und das bei 80 % geringeren Kosten.

Abb. 5. Vergleich der OpenAI-Modelle.

Du kannst diese Modelle über verschiedene OpenAI-Plattformen ausprobieren. Nutzende von ChatGPT Plus und Team können über die Modellauswahl auf o1-preview und o1-mini zugreifen und die verbesserten Schlussfolgerungsfähigkeiten direkt in ChatGPT erleben. Entwickler mit API-Zugriff der Stufe 5 können mit diesen Modellen erste Prototypen erstellen, auch wenn einige fortgeschrittene Funktionen noch entwickelt werden. OpenAI plant außerdem, o1-mini bald allen ChatGPT-Free-Nutzenden bereitzustellen. Wenn du diese Modelle ausprobierst, kannst du die Fortschritte beim Schlussfolgern von KI selbst erleben und das Modell auswählen, das am besten zu deinen Anforderungen passt.

Ethische Überlegungen zu KI bei OpenAI#

OpenAI hat bei der Entwicklung der o1-Modellreihe auf Ethik und Sicherheit geachtet. Vor der Veröffentlichung der Modelle o1-preview und o1-mini führte das Unternehmen gründliche Bewertungen durch, darunter externe Tests und interne Prüfungen auf Risiken wie unzulässige Inhalte, Halluzinationen und Voreingenommenheit. Die Modelle verfügen über fortschrittliche Schlussfolgerungsfähigkeiten, damit sie Sicherheitsregeln besser verstehen und befolgen können.

OpenAI hat außerdem Schutzmaßnahmen wie Blocklisten und Sicherheitsklassifizierer eingeführt, um Risiken zu verwalten. Das o1-Modell weist insgesamt ein mittleres Risikoniveau auf. In Bereichen wie Cybersicherheit und Modellautonomie bestehen geringe Risiken, während in Bereichen wie chemischen, biologischen, radiologischen und nuklearen (CBRN) Inhalten sowie Überzeugungsarbeit mittlere Risiken bestehen. Die Sicherheitsgruppe und der Vorstand von OpenAI haben diese Schutzmaßnahmen geprüft, um sicherzustellen, dass das Modell sicher und ethisch vertretbar eingesetzt werden kann.

Abb. 6. Bewertungskarte für OpenAI o1.

Von Gerüchten zur Realität: OpenAI o1 tritt auf den Plan#

OpenAI o1 ist ein großer Schritt nach vorn beim Schlussfolgern von KI und macht einige der frühen Gerüchte wahr. Anders als GPT-4o denkt die o1-Reihe mithilfe des Ansatzes „Chain of Thought“ gründlicher nach und zerlegt komplexe Probleme in kleinere Schritte, um bessere Antworten zu liefern. OpenAI o1 ist derzeit als frühe Vorschau in ChatGPT und über die API verfügbar; OpenAI plant, Funktionen wie das Durchsuchen des Internets sowie das Hochladen von Dateien und Bildern hinzuzufügen. OpenAI teilte außerdem mit, dass das Unternehmen neben der neuen OpenAI-o1-Reihe weiterhin Modelle der GPT-Reihe entwickeln und veröffentlichen will. Mit der Weiterentwicklung der KI ebnen Fortschritte wie diese den Weg für leistungsfähigere, intuitivere und vielseitigere KI-Systeme, die menschliche Bedürfnisse besser verstehen und unterstützen können.

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