Daten

Grundlagen: Daten für KI

Daten für KI verstehen

Gelabelt, ungelabelt & Semi-supervised Learning

Kursmodul: Datenbasis für KI-Projekte

Ziele dieses Moduls

  • Verstehen, was gelabelte und ungelabelte Daten sind.
  • Einordnen, wann welche Datenart sinnvoll ist.
  • Grundidee von Semi-supervised Learning mit gemischten Daten.
  • Überblick über typische Datenpools und ihre Einsatzmöglichkeiten.
  • Strategien kennen, wenn (noch) keine eigenen Daten vorhanden sind – inkl. Web-Scraping & APIs.
  • In einer 30-Minuten-Gruppenarbeit einen Use Case, Datenquellen und zu scrapende Felder skizzieren.

Gelabelte Daten

Gelabelte Daten sind Beispiele mit bekannter „richtiger Antwort“ (Label), z.B. Kunden mit Attributen und Spalte „gekauft: ja/nein“.

  • Ermöglichen überwachtes Lernen (Supervised Learning).
  • Führen zu hohen Modellgenauigkeiten bei klaren Vorhersageaufgaben.
  • Aber: Label-Erstellung ist aufwändig, teuer und fehleranfällig.
  • Labels spiegeln Domainwissen – können aber auch Bias enthalten.

Ungelabelte Daten

Ungelabelte Daten sind Rohdaten ohne Zielspalte, z.B. Logfiles, Textsammlungen oder Bilder ohne Beschriftung.

  • Sehr leicht und in großen Mengen verfügbar.
  • Nützlich für Mustererkennung, Clustering, Anomalieerkennung.
  • Direkt schwieriger für „konkrete Antworten“ nutzbar.
  • Werden oft mit wenigen Labels kombiniert (Semi-supervised Learning).

Flussdiagramm: Welche Daten habe ich?

Vereinfachtes Entscheidungsdiagramm zur Einordnung deiner Daten:

Start: Liegen Beispiele mit Eingabedaten vor? → Ja

Frage: Gibt es zu jedem Beispiel eine bekannte „richtige Antwort“ (Label)?

Ja → Gelabelte Daten → Supervised Learning (z.B. Klassifikation, Regression).

Nein → Ungelabelte Daten → Unsupervised Learning (z.B. Clustering, Anomalien).

Gemischt → Teilweise gelabelt, viele ungelabelt → Semi-supervised Learning möglich.

Semi-supervised Learning

Semi-supervised Learning kombiniert wenige gelabelte mit vielen ungelabelten Daten, um das Beste aus beiden Welten zu nutzen.

  • Ein kleiner gelabelter Datensatz trainiert ein erstes Modell.
  • Das Modell erzeugt Pseudo-Labels für viele ungelabelte Beispiele.
  • Diese Pseudo-Labels werden (vorsichtig) zur weiteren Verbesserung genutzt.
  • Ziel: bessere Performance als nur mit wenigen gelabelten Daten – bei geringeren Labelkosten.

Flussdiagramm: Semi-supervised Learning

1. Kleine Menge gelabelter Daten sammeln.

2. Erstes Modell mit gelabelten Daten trainieren.

3. Modell auf viele ungelabelte Daten anwenden → Pseudo-Labels erzeugen.

4. Gelabelte + ausgewählte Pseudo-gelabelte Daten kombinieren.

5. Modell erneut trainieren und evaluieren.

Ergebnis: Besseres Modell mit weniger manuellem Labelaufwand.

Datenpools und Einsatzmöglichkeiten

Beispiele für typische Datenquellen und geeignete Einsätze:

Datenpool Beispiele (mit Links) Geeignete Aufgaben
Transaktions- & Logdaten (strukturiert, meist ungelabelt) Web-Logs (eigene Systeme), Klickdaten (Analytics), Sensorwerte
Inspiration für Beispiel-Datensätze:
kaggle.com/datasets
registry.opendata.aws
Clustering, Anomalieerkennung, Semi-supervised für Betrugserkennung
CRM-/ERP-Daten (strukturiert, oft gelabelt) Eigene CRM-/ERP-Systeme (Salesforce, SAP, HubSpot)
Produktseiten:
salesforce.com
sap.com
hubspot.com
Churn-Prediction, Next-Best-Offer, Risikoscoring
Textdaten E-Mails, Tickets, Dokumente aus eigenen Systemen
Open-Textdaten:
data.europa.eu
opendata.swiss
Textklassifikation, Sentiment, Clustering von Themen
Bild- & Videodaten Produktbilder, Qualitätskontrolle, Kamerastreams
Open-Datasets:
image-net.org
cocodataset.org
Objekterkennung, Qualitätsprüfung, Semi-supervised für seltene Klassen
Open Data & externe Daten Open-Data-Portale, Wetter-, Geo-, Markt-Daten
govdata.de
opendata.dwd.de
data.europa.eu
Feature-Erweiterung, Kontextinformationen, Explorationsanalysen
Web-Scraping & APIs Produktpreise, Stellenanzeigen, Bewertungsportale, News, Social Media
Typische APIs/Webquellen:
openweathermap.org/api
newsapi.org
developer.twitter.com
Datenaufbau bei „Nullbestand“, Marktbeobachtung, Feature-Anreicherung für Modelle

Was tun, wenn keine eigenen Daten vorhanden?

Web-Scraping & APIs

Grundprinzip: HTML-Inhalte parsen oder strukturierte Daten über API abrufen.

Gruppenarbeit: Use Case & Datenquellen

Bildet Gruppen à 3–4 Personen. Arbeitet 30 Minuten an folgendem:

  • Wählt einen Use Case (z.B. Preisvergleich, Sentiment-Analyse).
  • Identifiziert mögliche Datenquellen (Webseiten, APIs, Open Data).
  • Skizziert, welche Felder ihr scrapen/abfragen würdet.
  • Bereitet eine 2-Minuten-Präsentation vor (Use Case, Quelle, Felder).

Takeaways für deinen Kurs

  • Gelabelte Daten = „Daten mit Lösung“ → nötig für Vorhersagemodelle.
  • Ungelabelte Daten = „Rohmaterial“ → reichlich vorhanden, gut für Muster.
  • Semi-supervised Learning kombiniert beides, um Kosten und Performance auszubalancieren.
  • Datenpools bewusst auswählen: Welche Quellen passen am besten zu deinem Use Case?
  • Auch ohne eigene Daten kannst du starten – dank Open Data, APIs und Web-Scraping.

Fragen & Diskussion

Welche Datenquellen und Scraping-Ideen aus der Gruppenarbeit wollt ihr als nächstes konkret ausprobieren?