Was ist erklärbare KI?
Explainable AI, kurz XAI
Erklärbare KI, englisch Explainable AI oder kurz XAI, umfasst Verfahren, die sichtbar machen, warum ein Modell zu einem bestimmten Ergebnis gekommen ist, etwa welche Eingabemerkmale eine Vorhersage in welche Richtung getrieben haben. Ziel ist eine Begründung, die Fachleute und Betroffene prüfen können, ohne das Modell selbst zu durchschauen.
Wenn ein Modell über Kredite, Bewerbungen oder Prüffälle mitentscheidet, reicht das Ergebnis nicht, jemand muss die Begründung nachvollziehen können.
KI-generiertDieses Bild wurde mit KI erzeugt · Yves Hoppe / KI / cmt
- Zwei Ebenen
- Global für das Modell, lokal für den Einzelfall
- Verfahren
- SHAP, LIME, Feature Importance, kontrafaktische Erklärungen
- Gebraucht bei
- Entscheidungen über Menschen, Abnahme und Prüfung
- Verwechselt mit
- Von Haus aus interpretierbaren Modellen
Global und lokal sind zwei verschiedene Fragen
Eine globale Erklärung beantwortet, worauf ein Modell insgesamt achtet, also welche Merkmale über alle Fälle hinweg am meisten zählen. Sie hilft beim Entwickeln und bei der Abnahme, weil sie zeigt, ob das Modell überhaupt die Zusammenhänge gelernt hat, die fachlich zu erwarten sind.
Eine lokale Erklärung beantwortet, warum genau dieser eine Fall so entschieden wurde. Sie ist das, was eine Sachbearbeiterin für eine Rückfrage braucht oder was ein Kunde wissen will, dessen Antrag abgelehnt wurde. Ein Modell kann global plausibel aussehen und im Einzelfall trotzdem aus fragwürdigen Gründen entscheiden, deshalb braucht es meist beide Blickwinkel.
Die wichtigsten Verfahren im Überblick
Die meisten Verfahren arbeiten modellunabhängig: Sie befragen das Modell mit veränderten Eingaben und schließen aus den Reaktionen auf seine Entscheidungslogik. Diese sind in der Praxis verbreitet:
| Verfahren | Ebene | Was es liefert |
|---|---|---|
| Permutation Feature Importance | Global | Wie stark die Güte sinkt, wenn ein Merkmal zufällig durchgemischt wird |
| Partial Dependence Plot | Global | Wie sich die Vorhersage über den Wertebereich eines Merkmals verändert |
| SHAP | Lokal, aufsummiert auch global | Beitrag jedes Merkmals zur Abweichung vom Durchschnitt, mit Vorzeichen |
| LIME | Lokal | Ein einfaches, lesbares Ersatzmodell in der Umgebung des Falls |
| Kontrafaktische Erklärung | Lokal | Die kleinste Änderung der Eingaben, die das Ergebnis kippen würde |
| Heatmaps wie Grad-CAM | Lokal, für Bilder | Die Bildbereiche, auf die das Modell am stärksten reagiert hat |
SHAP beruht auf den Shapley-Werten aus der Spieltheorie und hat sich als Standard für tabellarische Daten durchgesetzt. Für Gespräche mit Betroffenen ist die kontrafaktische Erklärung oft am nützlichsten, weil sie in einem Satz sagt, was anders hätte sein müssen.
Erklärbarkeit bei Sprachmodellen
Bei großen Sprachmodellen stoßen die klassischen Verfahren an Grenzen, weil es keine überschaubare Zahl von Eingabemerkmalen gibt. Naheliegend scheint, das Modell einfach nach seiner Begründung zu fragen. Doch was ein Sprachmodell als Begründung ausgibt, ist selbst erzeugter Text und muss nicht dem tatsächlichen Rechenweg entsprechen, auch die sichtbaren Denkschritte von Reasoning-Modellen nicht.
Im Unternehmensalltag hilft deshalb eher eine praktische Form der Nachvollziehbarkeit: Antworten mit Quellenangaben, wie sie Retrieval Augmented Generation liefert, protokollierte Eingaben und Ausgaben und Testfälle, an denen sich das Verhalten prüfen lässt. Die Forschung zur mechanistischen Interpretierbarkeit untersucht, was in den Modellen tatsächlich passiert, ist aber noch kein Werkzeug für den Betrieb.
Wozu Betriebe die Nachweise brauchen
Der erste Grund ist die eigene Fehlersuche. Erklärungen decken auf, dass ein Modell auf ein Merkmal setzt, das die Antwort schon enthält, etwa ein Feld, das erst nach der Entscheidung gefüllt wird. Solche Abkürzungen bleiben in reinen Gütezahlen unsichtbar, weil sie die Ergebnisse ja verbessern.
Der zweite Grund ist die Abnahme durch die Fachabteilung. Wer die Verantwortung für eine Ablehnung trägt, will nachvollziehen können, worauf sie beruht, und das lässt sich nicht durch eine Trefferquote ersetzen.
Der dritte Grund ist die Regulierung. Der EU AI Act verlangt für Hochrisiko-Systeme, dass Betreiber die Ausgaben angemessen interpretieren können (Artikel 13) und dass Menschen das System wirksam beaufsichtigen (Artikel 14). Nach der Änderung durch die Verordnung (EU) 2026/1744 gelten diese Pflichten für Hochrisiko-Systeme nach Anhang III ab dem 2. Dezember 2027. Wer keinen Einblick in die Entscheidungsgrundlage hat, kann ein Ergebnis nur noch abnicken.
Grenzen der Verfahren
Jede dieser Erklärungen ist selbst eine Näherung, also ein Modell des Modells. Verfahren, die das Modell von außen befragen, arbeiten mit künstlich veränderten Eingaben, die es im echten Datenbestand nie gibt. Zwei Verfahren können deshalb unterschiedliche Bilder liefern, was für sich schon eine Information ist: An dieser Stelle ist das Modell instabil.
Dazu kommt der Rechenaufwand: Exakte Shapley-Werte sind bei vielen Merkmalen kaum berechenbar, weshalb in der Anwendung Näherungen laufen. Und eine plausible Erklärung ist kein Qualitätsnachweis. Ein Modell kann aus nachvollziehbaren Gründen falsch liegen, deshalb ersetzt Erklärbarkeit weder saubere Bewertung auf Testdaten noch die Überwachung im laufenden Betrieb.
Erklärbare KI und was oft damit gleichgesetzt wird
Eine lineare Regression oder ein flacher Entscheidungsbaum ist von sich aus lesbar, dort braucht es keine nachträgliche Erklärung. Erklärbare KI setzt erst dort an, wo ein Modell selbst nicht mehr überschaubar ist, etwa bei neuronalen Netzen oder großen Baumensembles.
Die Transparenzpflichten aus Artikel 50 des AI Act verlangen, dass Menschen erkennen, wann sie mit einer KI sprechen oder KI-erzeugte Inhalte vor sich haben. Das ist eine Kennzeichnung, keine Erklärung, warum ein System so entschieden hat.
Erklärungen zeigen, welche Merkmale gewirkt haben. Ob eine damit verbundene Ungleichbehandlung zulässig ist, beantworten sie nicht. Dafür braucht es eigene Kennzahlen und eine fachliche Entscheidung.
Die Überwachung im Betrieb misst, ob sich Daten und Güte über die Zeit verschieben. Erklärbarkeit sagt etwas über einzelne Entscheidungen, nicht über den Zustand des Modells.
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Eine Erklärung ist eine Näherung, kein Beweis
Die gängigen Verfahren beantworten die Frage, welche Merkmale eine Vorhersage in welche Richtung geschoben haben. Über Ursachen sagen sie nichts. Wenn die Postleitzahl stark ins Gewicht fällt, heißt das nicht, dass der Wohnort die Ursache ist, sondern meist, dass er für etwas anderes steht, das im Datensatz fehlt. Genau solche Stellvertreter machen diese Verfahren sichtbar, und genau dort wird es rechtlich heikel.
Für Betroffene taugt eine Merkmalsliste selten als Auskunft. Wer erfahren will, warum ein Antrag abgelehnt wurde, braucht einen verständlichen Satz und am besten die Angabe, was anders hätte sein müssen. Solche Erklärungen sind mehr Arbeit als ein Diagramm, aber sie sind das, wonach jemand tatsächlich fragt.
Erklärungen nützen nur, wenn sie zum Zeitpunkt der Entscheidung festgehalten werden. Wer sie erst bei einer Beschwerde Monate später nachrechnet, rechnet womöglich mit einer neueren Modellversion und erklärt eine Entscheidung, die so nie getroffen wurde. Modellversion, Eingaben und Erklärung gehören deshalb zusammen ins Protokoll.
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Häufige Fragen
Was sagt ein SHAP-Wert genau aus?
Gibt es ein Recht auf Erklärung einer KI-Entscheidung?
Reicht Erklärbarkeit, um regulatorische Anforderungen zu erfüllen?
Wann nehme ich lieber gleich ein einfaches Modell?
Quellen
- Verordnung (EU) 2024/1689 (KI-Verordnung, AI Act), Artikel 13, 14, 50 und 86
- Verordnung (EU) 2026/1744 zur Änderung der KI-Verordnung (Digital Omnibus)
- Verordnung (EU) 2016/679 (DSGVO), Artikel 15 und 22
- Lundberg und Lee: A Unified Approach to Interpreting Model Predictions (SHAP)
- Ribeiro, Singh und Guestrin: Why Should I Trust You? (LIME)
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Ob für dein Modell die strengen Pflichten überhaupt gelten, hängt von der Einordnung eines Systems in die Risikoklassen des AI Act ab.
Wie Stellvertretermerkmale in der Praxis zu Benachteiligung führen, lässt sich gut an Verzerrungen in der automatischen Bewerbervorauswahl nachvollziehen.
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