IT-Entwicklung: NLP – Natural Language Processing

Natural Language Processing Team @ L-One Systems

Was ist Natural Language Processing – außer dass ein Sprachassistent mich anspricht?

Natural Language Processing (NLP) wird oft zusammen mit einem verwandten Buzz-Wort und einer weiteren IT-Disziplin erwähnt. Beide haben Schnittmengen, sind aber keine Synonyme. Das verwandte Schlagwort ist „KI“ (Künstliche Intelligenz), die verwandte IT-Disziplin ist „Maschinelles Lernen“. Maschinelles Lernen ist ein statistischer Ansatz zum „Lernen“ von Mustern auf der Grundlage sogenannter Trainingsdaten. Es stimmt, dass statistische Ansätze im NLP weit verbreitet sind, einziges Standbein sind sie jedoch nicht.

von Sarah Holschneider

Voice Assistants are popular KI devices and need to handle Natural Language Processing
Sprachassistenten sind beliebte KI-Geräte. Sie verarbeiten natürliche gesprochene Sprache.

Markennamen springen uns entgegen, wenn wir an „Sprache“ und „Computer“ denken: „Alexa“, „Google home“ oder „Siri“ – alle Sprachassistenten verwenden NLP. Das schnell wachsende Feld der Anwendungen für Natural Language Prozesse kann jedoch weit mehr.

NLP ist ein gemeinsamer Teilbereich d er Linguistik und der Informatik, der sich mit der Interaktion zwischen Computern und natürlicher Sprache beschäftigt. Mit „natürlicher“ Sprache ist hierbei die von Menschen gesprochene Sprache gemeint, in Abgrenzung zu Programmier- oder Maschinensprachen.

Zwischen Ende der 1980er und Mitte der 1990er Jahre befasste sich die Forschung zur Verarbeitung natürlicher Sprachen überwiegend mit dem Maschinellen Lernen. Dass viele Menschen die künstliche Generierung von Wissen mit Maschinellem Lernen gleichsetzen, liegt vermutlich an der intensiven Konzentration von Forschung und Anwendungs-Entwicklung auf das Thema.

Die Algorithmen des Maschinellen Lernens sind grundsätzlich in der Lage, durch die Analyse von Korpora (riesige Textsammlungen) automatisch Regeln aufzustellen und anhand typischer Beispiele zu lernen.

Sarah Holschneider arbeitet seit drei Jahren an der Entwicklung von NLP-Lösungen für L- One Systems, seit März 2020 als Leiterin der NLP-Abteilung.

Was auf den ersten Blick wie ein einfacher Weg aussieht, um textbezogene Aufgaben automatisiert zu lösen, erfordert oft zahlreiche Vorverarbeitungsschritte durch Spezialisten mit linguistischen Kenntnissen. In einigen Fällen können bereits Muttersprachler helfen (viel Motivation vorausgesetzt). In anderen Fällen ist Spezialwissen über sprachliche Abhängigkeiten und Computerlinguistik eine notwendige Voraussetzung.

»Ihren besonderen Anwendungsfall so spezifisch wie möglich zu definieren, ist mehr als die halbe Miete.«

Sarah Holschneider

Systeme, die auf maschinell selbst lernenden Algorithmen basieren, verfügen gegenüber manuell geschriebenen Regeln über viele Vorteile. Sie schöpfen aus den Möglichkeiten des Maschinellen Lernens. Da sie sich auf die häufigsten Fälle konzentrieren, verstricken sie sich nicht in Ausnahmen. Damit die Statistik ihre Wirkung entfalten kann, braucht man jedoch einen ausreichend großen Datensatz, um statistische Signifikanzen herzustellen. Regelbasierte Systeme sind oft schlechter skalierbar, können aber die Lücke schließen, wenn nur kleine Datenmengen zur Verfügung stehen.

Fallbeispiel: Roboter-Interface auf CAD-Plattform

Robot path planning and simulation platform L-One systems and Easyrob

Wie der Roboter zuhören lernt

Für dieses Projekt ging das L-One-Team eine Partnerschaft mit der EASY-ROB Software GmbH bei Frankfurt ein. Die Aufgabe umfasst Computergrafik und Simulation. Das Ziel: Die Entwicklung einer CAD-basierten Roboterstrecke.

Was wir entwickelt haben
Die von uns entwickelte Plattform arbeitet als Mensch-Roboter-Schnittstelle (HRI). Sie bietet eine freundliche Interaktion in intuitiver Form. Jeder Benutzer mit grundlegenden Informationen in wenigen Minuten aus einem CAD-Modell eine Roboterstrecke generieren und die Simulation grafisch visualisieren.

CAD-Modelle werden geladen, um eine Aufgabe zu definieren, CAD-Informationen extrahiert, um eine Bahn zu generieren, und die Erreichbarkeit des Manipulators überprüft. Darüber hinaus haben wir eine skalierbare, wartbare und wiederverwendbare OOP-Struktur für die Plattform erstellt.

»Mit der Manpower von L-One sind wir in der Lage, neue Entwicklungsziele zu verfolgen und zu verwirklichen.«

Stefan Anton, Managing Director, EASY-ROB Software GmbH

Herausforderungen
Situation, bevor wir in das Projekt eintraten:
Der Kunde benutzte ein eigenständiges Produkt, das unter Verwendung einer OpenGL-Bibliothek als Visualisierungswerkzeug gebaut wurde, ohne die Möglichkeit, eine Roboterbahn aus CAD-Modellen zu generieren.

Die Ziele, die wir erreichen wollten

    • Den Benutzer in die Lage versetzen, ein vollständiges Robotersimulationsszenario zu entwerfen.
    • Verwendung von OCCT anstelle von OpenGL als Visualisierungswerkzeug.
    • OCC-Bibliotheken reibungslos mit dem Robotik-Kernel verbinden.

Gemeisterte Schwierigkeiten
Übernehmen der neuesten OCCT-Technologie durch die Verwendung der  für unseren Anwendungsfall am besten geeigneten Pakete. Die Einzigartigkeit des Projekts erfordert das Studium vieler theoretischer Konzepte vor der Implementierung.

Ermöglicht es dem Benutzer, ein vollständiges Robotersimulationsszenario basierend auf der OpenCASCADE-Technologie (OCCT) zu entwerfen

Wie unsere Lösung geholfen hat
Die Plattform ermöglicht die grafische Darstellung und Modellierung des Roboters sowie seiner zusätzlichen und notwendigen Ausrüstung. Die automatische Extraktion des Roboterprogramms aus einem CAD-Modell und die Simulation des Programms in der virtuellen Umgebung kann vor der Abbildung auf ein reales System erfolgen.

»Hohe Motivation, neue Ideen und viel Enthusiasmus ermöglichen es uns, sukzessive voranzukommen und so den Erfolg des Projekts zu sichern.«

Stefan Anton, Managing Director, EASY-ROB Software GmbH

Ergebnisse, Zukunftspläne
Es ist jetzt möglich, Szenen zu visualisieren, um die Roboterkerne des Kunden in einer virtuellen Umgebung vor der tatsächlichen Realisierung zu testen. Die weitere Entwicklung der OCC-Bibliotheken profitiert von den Ergebnissen dieses Projekts. Der nächste Schritt könnte der Aufbau eigenständiger Projekte sein, die verschiedene grafische Aufgaben bei der Steuerung von Robotern unterstützen.

IT-Entwicklung: Die fünf großen Outstaffing Vorteile

Treffen mit Kunden 5 Gründe für Outstaffing @ L-One Systems

IT-Projekte durch Outstaffing beschleunigen

L-One Systems unterhält ein Offshore-Team mit hochqualifizierten Software-Entwicklern. Wir bieten erschwingliche Softwareentwicklungsleistung, administriert von unserem Team in Darmstadt und ausgeführt vom Team in Damaskus. Für unsere Kunden bieten wir einen bewährten, transparenten und vertrauenswürdigen Service an. 

Zusätzlich sorgen wir für eine reibungslose und kontinuierliche Entwicklung: Unser engagiertes Offshore-Personalmanagement führt monatliche Rückmeldungen mit den Auftraggebern und den Entwicklern durch.

Head of Outstaffing bei L-One Systems Feras Tanan
Wir konzipieren, implementieren und aktualisieren die Entwicklung von IT-Prozessen – im Fokus stehen immer unsere Kunden

Deutliche Einsparungen und ein Plus an Flexibilität kennzeichnen L-One Systems’ 10-jährige Erfahrung bei der Programmierung von Spitzensoftware.

Die Vorteile liegen auf der Hand:

    1. Ein schneller Einstellungsprozess mit flexiblen IT-Entwicklungsressourcen im Vergleich zur Einstellung von IT-Fachleuten.
    2. Regelmäßiger Direktkontakt mit der Unternehmenszentrale in Darmstadt.
    3. Ein gut ausgebildetes Remote-Team, das sich der Arbeitskultur ihrer Auftraggeber anpasst: Die Offshore-Entwickler werden Teil des Inhouse-Teams.
    4. Die IT-Experten sind durch regelmäßige Schulungen immer auf dem letzten Stand der aktuellen digitalen Entwicklung.
    5. Großer Talentpool mit IT-Fachkräften für eine große Bandbreite an Entwicklungsaufgaben

Profitieren Sie von erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen.

Wenn Sie bereits Software-Entwickler eingestellt haben, oder versucht haben, IT-Experten mit bestimmten Fähigkeiten zu finden, die dazu in Ihr Team passen, sind sie mit der Situation vertraut: Die sehr guten Entwickler, die jeder sucht, sind auf dem deutschen Arbeitsmarkt immer schwieriger zu finden.

»Die sorgfältige Rekrutierung der Mitarbeiter für unser Offshore-Team garantiert motivierte Experten, die vor Ort Teil der Teams unserer Auftraggeber werden und Ihre Arbeitskultur übernehmen. Dies sichert sowohl den langfristigen Erfolg als auch die Möglichkeit eines nachhaltigen Wachstums.«

Feras Tanan, Head of Outstaffing bei L-One Darmstdt

Entwickler über L- One zu beziehen heißt: Auf die Verfügbarkeit von Personal für Ihr IT-Projekt vertrauen können und den passenden Kandidaten schnell ins Projekt bringen.

Für unsere Auftraggeber übernehmen wir die volle Verantwortung für die Verfügbarkeit und das Management der Mitarbeiter.

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