Wie künstliche Intelligenz in der Apotheke nützlich sein kann

Viele kleine Zettel flattern in einem Glaswürfel herum. Auf ihnen stehen Namen zu Arzneimitteln, Wirkstoffen, Informationen zu Nebenwirkungen oder Indikationen. Jemand schüttelt diesen Würfel und alles ist durcheinander. Was hat das mit Pharmazie zu tun? Für den Apotheker und Informatiker Sascha Langer ziemlich viel: Der Pharmazeut verwendet wissenschaftlich mathematische Algorithmen und schafft es, dass diese Zettel sich »wie von Geisterhand« sortieren, wie er sagt. Heißt konkret: Mit seinem sogenannten »Avatar«-Projekt hat er schon vor zwei Jahren damit begonnen, pharmazeutisches und medizinisches Fachwissen zu bündeln. Seine Idee ist, durch künstliche Intelligenz (KI) pharmazeutisches Wissen neu zu strukturieren und der Apothekerin/dem Apotheker einen Avatar, also eine künstliche Person, zur Seite zu stellen, die sie oder ihn im Alltag mit Fachwissen unterstützt. 

Technisch gesehen will der 46-Jährige dieses Wissen in aktuellen Datenstrukturen abbilden und mit Hilfe von KI auswerten. »Es geht zunächst darum, bestimmte Musterdaten bzw. Datenstrukturen zu erzeugen – der Computer verknüpft dann tausende von Begriffen auf eine bestimmte Art und Weise statistisch miteinander«, erklärt Langer. So genannte Wortvektorräume ordnen Wörter einander zu: Nach diesen Prinzipien wird das Fachwissen strukturiert und auf Sachzusammenhänge untersucht. »Danach muss man schauen, welches KI-Modell dazu am besten passt – dann wird es fertig ausprogrammiert«, sagt er. »Ein gutes Modell zu finden, das gut auf diese Daten passt, ist wie die Stecknadel im Heuhaufen zu finden«, so der Apotheker. Man müsse viele Modelle testen und sich intensiv damit beschäftigen.

Eine weitere Technik der Datenauswertung seien sogenannte rekurrente neuronale Netze, um Strukturen über einen zeitlichen Verlauf sichtbar zu machen. »Denken Sie hierbei an den stetigen medizinischen Fortschritt. Wer kann all die Fachartikel lesen und sich all die Neuerungen merken?«, fragt Langer. Rekurrente Neuronale Netze können genau dies, weiß er: »Veränderungen über die Zeit speichern, vergleichen und sichtbar machen.« Konkret besitzt das Projekt einen Wortvektorraum von etwa 50.000 Hauptbegriffen, die miteinander vernetzt sind. Es handelt sich vor allem um schulmedizinische Wirkstoffe, die in Hinblick auf Nebenwirkungen, Dosierung, Wechselwirkungen und Indikationen ausgewertet werden. Demnächst sollen weitere 50.000 Begriffe eingepflegt werden, vor allem aus dem Bereich Phytopharmaka.

Schon im Jahr 2018 hatte Langer die Idee zu seinem Projekt, seit Anfang 2021 programmiert er mit zwei Kollegen daran. Technisch gesehen seien die Grundlagen der KI-Programmierung keine große Kunst, erzählt Langer, der per Fernstudium ein Informatik-Studium absolviert hat: »Das meiste passiert automatisch - man selbst muss aber auch automatisiert vorgehen«. Es gibt eine Sprachschnittstelle, so dass die Apothekerin/der Apotheker mit dem Avatar kommunizieren kann. Durch die Kommunikation lernt der Avatar dazu, denn er reagiert auf Input und verändert sich dynamisch durch die Anfragen. Auch aus dem Internet kann er Informationen ziehen. Der Avatar soll aber auch über einen Chatbot steuerbar sein und zu pharmazeutischen und medizinischen Themen befragt werden können – sowohl von Fachpersonal, als auch von Patientinnen und Patienten.