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Dienstag, 24.10.2017
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Können Computer fühlen lernen?

Wahrnehmung der Umwelt über Kombination von Sinnen erforscht

In Science-Fiction Filme sind sie längst Realität: Künstliche Intelligenzen und Computer, die mit ihrer Umgebung interagieren und über ihre – künstlichen – Sinneswahrnehmungen auf Reize reagieren. Doch wie realistisch sind diese Vorstellungen? In einem europäischen Projekt haben Neurowissenschaftler, Physiker und Computerwissenschaftler genau das untersucht.
Mikrochip

Mikrochip

In biologischen Lebensformen kann das Gehirn die Informationen verschiedener Sinne kombinieren, um ein repräsentatives Abbild seiner Umgebung zu erhalten. So verbinden sich der charakterische Duft, der Anblick einer dunkelbraunen Flüssigkeit und ein gurgelndes Geräusch zur Information: Der Kaffee ist gleich durchgelaufen. Auf ähnliche Weise können wir zwar eine Kiwi allein durch ihren Anblick identifizieren, ob sie aber reif ist oder nicht, verrät uns erst der Geruch und ein leichter Druck auf ihre Schale.

Kombination von Sinnen


Das interdisziplinäre Wissenschaftlerteam erforschte im Projekt „Sensemaker“, wie Rechner mit Sinneswahrnehmungen ähnlich den unsrigen ausgerüstet werden könnten. Im Zentrum standen dabei zunächst Tastsinn und Sehen und der Versuch, die in der Biologie alltägliche Kombination beider in der Siliziumwelt nachzubilden.

„Unser Ziel war es, die sensorische Fusion in biologischen Systemen zu untersuchen und die daraus gewonnenen Erkenntnisse für die Entwicklung intelligenter Computersysteme zu nutzen“, erklärt Professor Martin McGinnity, Direktor des Intelligent Systems Engineering Laboratory (ISEL) an der Universität von Ulster. „Letztendlich wollen wir Maschinen erschaffen, die Information durch sensorische Wahrnehmung aufnehmen, sie ähnlich wie das Gehirn verarbeiten und dann intelligent auf die Information reagieren“, so der Forscher weiter.


Erstes einfaches Modell erstellt


Die bisherigen Ergebnisse der Forscher geben auch durchaus Anlass zur Hoffnung: Die Wissenschaftler entwickelten ein theoretisches Modell, dass zeigt, wie verschiedenen Teilschritte dieses Prozesses arbeiten und schufen bereits ein Demosystem, das tatsächlich selbständig Tastsinn und Sehen verbinden konnte – wenn auch verglichen mit biologischen Lebewesen noch auf sehr rudimentäre Weise. „Das ist ein sehr komplexes Problemgebiet, aber wir haben schon Fortschritte gemacht“, so McGinnity. „In der Zukunft wollen wir Modelle entwickeln, die noch naturgetreuer sind. Wenn wir diese Modelle richtig hinbekommen, sind wir auf dem Weg zu besseren, realistischeren Systemen.“

Diese zukünftigen intelligenten Systeme müssen autonom auf ihre Umwelt reagieren können und sich an Veränderungen selbständig anpassen, ohne dass sie dafür umprogrammiert werden müssen. Erst das würden Menschen als intelligent ansehen. Doch dafür brauchen sie ein Sinnessystem, das ihnen eine umfassende Wahrnehmung ihrer Umwelt erlaubt.

„Diese Art der Forschung lehrt uns eine Menge darüber, wie wir die Prinzipien von lebenden biologischen Systemen in künstliche Computersysteme übersetzen können“, erklärt McGinnity. „Auch wenn der Schwerpunkt unserer Arbeit auf der Entwicklung von intelligenten Computersystemen liegt – dieses Forschungsgebiet könnte uns auch neue Wege für die Behandlung von Menschen mit Ausfällen oder Störungen in ihrer Sinneswahrnehmung durch neuartige Prothesen eröffnen.“

Die Forscher um McGinnity werden jetzt in einem Anschluss-EU-Projekt weiterhin daran arbeiten, den Maschinen das „fühlen“ ihrer Umwelt beizubringen. Kooperationspartner in diesen Projekten sind Universitäten Irland, Frankreich und in Deutschland die Universität Heidelberg.
(University of Ulster, 09.03.2006 - NPO)
 
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