Wie Artificial Intelligence die Wissenschaft revolutionieren könnte

Blog1. Juli 2016, 17:00
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Selbstlernende Algorithmen und smarte Devices könnten den Forschern Denk- und Konstruktionsarbeit abnehmen

Es ist nicht so, dass sich Physiker nicht für selbstfahrende Autos interessieren. Experimentalphysiker vor allem. Aber es gibt etwas, wofür sie sich noch mehr interessieren: selbstfunktionierende Experimente. Kann Artificial Intelligence die Wissenschaft revolutionieren? Werden Smarte Devices bald dem Experimentator das Zepter der experimentellen Forschung aus der Hand nehmen? Diese Fragen werden am Rande der Nobelpreisträger-Tagung, die diese Woche in Lindau am Bodensee stattfindet, diskutiert.

Mario Krenn, PhD-Student beim Quantenphysiker Anton Zeilinger an der Universität Wien, hat schon einen ersten Schritt unternommen, um Artificial Intelligence für die Wissenschaft nutzbar zu machen. Nachdem in seiner Gruppe wochenlang nach einem Set-up gesucht worden war, einen bestimmten Quantenzustand herzustellen, schrieb er ein Programm, das das Problem lösen sollte – mit Erfolg: "Nach einer Nacht Berechnungen hat das System eine Lösung gefunden, die wir wochenlang vergebens gesucht hatten", berichtet Krenn in Lindau. Die wesentlichen Bestandteile eines Quantenoptik-Experiments wie Spiegel, Linse oder Strahlteiler wurden dabei von einem Computer-Algorithmus namens "Melvin" angeordnet.

System soll selbst entscheiden

Die Ergebnisse von zwei Experimenten, die auf diese Art konstruiert wurden, konnten schon publiziert werden und weitere sollen folgen. "Der nächste Schritt ist, dass das System selbst entscheidet, was ein interessantes Experiment wäre, nicht der Wissenschafter", sagt Krenn.

Turing-Preisträger und Google-Vizepräsident Vinton Cerf findet diesen Ansatz zwar interessant, er würde aber zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht von "Artificial Creativity" sprechen. Für ihn fängt maschinelles Lernen dann an, wenn das System eigenständig Regeln vorschlägt und nicht nur die des Programmierers befolgt.

Cerf, der vielen als Vater des Internets gilt, hat sich bereits in seiner Studienzeit in den 1960ern mit der Frage beschäftigt, wie mehrere Computer zu einem Netzwerk zusammengeschaltet werden können. In ihrem Beitrag über Cerf erklärt Susanne Dambeck im Blog der Lindauer Nobelpreisträger-Tagung das Prinzip von Cerfs Netzwerk-Lösung: "Die Art der Kommunikation unterschied sich grundlegend von derjenigen des Telefons: Hierbei bleibt eine Leitung für die ganze Dauer des Gesprächs ‘offen’, dieses Prinzip nennt man Leitungsvermittlung (Englisch: ‘circuit switching’). Ein Computer verschickt hingegen ein Daten-Paket, das man sich wie eine elektronische Postkarte vorstellen muss, man nennt das auch ‘Paketvermittlung’ (‘packet switching’)." Aufbauend darauf entwickelte Cerf gemeinsam mit Robert Kahn das Internetprotokoll TCP/IP, auf dem IP-Adressen basieren. Dafür bekamen sie 2004 den Turing Award.

Kein Grund zur Sorge

Cerf ist wenig überraschend ein Internetfreak. Für Lachen sorgte hier in Lindau seine Erzählung, dass sein Weinkeller von einem vernetzten System überwacht wird, das ihm sofort per SMS mitteilt, sobald die gewünschte Temperatur überschritten wird. Das kann nervig werden, wenn niemand zuhause ist und er alle fünf Minuten eine Warnung bekommt.

Insgesamt kann Cerf die Angst des Menschen vor Maschinen kaum nachvollziehen. Er meint, dass man über selbstlernende Systeme, wie sie heute schon zum Einsatz kommen, nicht besorgt sein muss, denn: "Ihr Erfolg liegt nicht darin, dass sie brillant sind, sondern darin, dass sie mehr Versuche machen können." Nachsatz: "Da ist nichts Unfreundliches daran."

Auch Rainer Blatt, Professor für Experimentalphysik an der Universität Innsbruck und wissenschaftlicher Co-Leiter der Lindauer Nobelpreisträger-Tagung, ist nicht beunruhigt von dem Gedanken, dass intelligente Maschinen bald ihn und seine Kollegen aus den Laboren vertreiben könnten: "Eine Headline wie 'Artificial Intelligence replaces physicist' ist mehr als provokant" und nach seiner Einschätzung auch recht überzogen.

Weniger der Aufstieg von Artificial Intelligence bereitet Cerf Sorgen, sondern vielmehr bestehende Bugs in der Software. Die Skepsis gegenüber Artificial Intelligence erklärt er sich damit, "dass viele Menschen nicht verstehen, wie einfach diese Systeme derzeit sind". Man sollte sich seiner Meinung nach nicht einreden, dass sie ähnlich wie das Gehirn funktionieren, "denn sonst ängstigt man sich nur davor". (Tanja Traxler aus Lindau, 1. 7. 2016)

  • Könnten intelligente Maschinen bald die Schalthebel der Wissenschaft übernehmen? Im Bild: Der humanoide Roboter AILA (artificial intelligence lightweight android) operiert an einer Schaltung bei einer Vorführung eines Forschungszentrums für Artificial Intelligence bei der CeBit Computerkonferenz in Hanover.
    foto: reuters/fabrizio bensch

    Könnten intelligente Maschinen bald die Schalthebel der Wissenschaft übernehmen? Im Bild: Der humanoide Roboter AILA (artificial intelligence lightweight android) operiert an einer Schaltung bei einer Vorführung eines Forschungszentrums für Artificial Intelligence bei der CeBit Computerkonferenz in Hanover.

  • Bei der Lindauer Nobelpreisträger-Tagung wurde über Artificial Intelligence diskutiert – von links nach rechts: die Jungwissenschafter Yuan-sen Ting und Arrykrishna Mootoovaloo, Turing-Preisträger Vinton Cerf, Moderator Joachim Müller-Jung, Leiter Wissenschaft "Frankfurter Allgemeine Zeitung", Rainer Blatt, Professor an der Universität Innsbruck und wissenschaftlicher Co-Leiter der Lindauer Nobelpreisträger-Tagung 2016 und Mario Krenn, PhD-Student bei Quantenphysiker Anton Zeilinger an der Universität Wien.
    foto: christian flemming/ lindau nobel laureate meeting

    Bei der Lindauer Nobelpreisträger-Tagung wurde über Artificial Intelligence diskutiert – von links nach rechts: die Jungwissenschafter Yuan-sen Ting und Arrykrishna Mootoovaloo, Turing-Preisträger Vinton Cerf, Moderator Joachim Müller-Jung, Leiter Wissenschaft "Frankfurter Allgemeine Zeitung", Rainer Blatt, Professor an der Universität Innsbruck und wissenschaftlicher Co-Leiter der Lindauer Nobelpreisträger-Tagung 2016 und Mario Krenn, PhD-Student bei Quantenphysiker Anton Zeilinger an der Universität Wien.

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