Wie man Computersystemen ein Selbstbewusstsein beibringt

29. Juli 2016, 14:59
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Forscher beschreiben in aktuellem Buch Konzept des "maschinellen Selbstbewusstseins"

Klagenfurt/Wien – Damit ein Computersystem auch Aufgaben übernehmen kann, die zum Zeitpunkt der Programmierung nicht bekannt sind, und sich auf neue Situationen einstellt, muss es lernfähig sein. Um das zu realisieren setzen Wissenschafter auf "maschinelles Selbstbewusstsein". Dieses Konzept beschreiben der Klagenfurter Computerwissenschafter Bernhard Rinner und Kollegen nun in einem Buch.

Systeme, die sich selbst organisieren können, haben entscheidende Vorteile, "weil man in Anwendungen im 'Internet der Dinge' oder in der Robotik vorher oft nicht weiß, was dieses System alles tun muss. Es muss sich also flexibel an konkrete Anforderungen anpassen", sagte Rinner. Um diese Fähigkeit bei Computern zu erwecken, gebe es mehrere Zugänge. Einer der Ansätze ist von der Psychologie und den Kognitionswissenschaften inspiriert – nämlich das Konzept der "Self Awareness" (auf Deutsch "maschinelles Selbstbewusstsein"), so der Forscher vom Institut für Vernetzte und Eingebettete Systeme der Uni Klagenfurt.

Fortdauernde Selbstdiagnosen

Die Idee dahinter ist, dass sich das Computersystem selbst Wissen über den eigenen Zustand und den der anderen Teile des Netzwerkes aneignet. Zudem muss allen Teilen bewusst sein, welche Fähigkeiten sie haben und welche Aktionen sie wann durchführen können. Hier geht es etwa um ein Bewusstsein für die verschiedenen Algorithmen, die zur Verfügung stehen, und die Verbindung zu allem bisher Gelernten. Das System führt sozusagen ständig Diagnosen des eigenen Zustandes und der Umgebung – die es über Sensoren "wahrnimmt" – durch und adaptiert danach sein Verhalten.

In solchen Systemen gebe es keine übergeordnete Instanz mehr, die Informationen zentral sammelt und dann die verschiedenen Netzwerk-Knoten koordiniert. "Die verschiedenen Computer agieren relativ autonom und treffen selbstständig Entscheidungen, die dann wieder andere Systemkomponenten beeinflussen. Trotzdem muss man sicherstellen, dass das gesamte System etwas Vernünftiges tut", erklärte Rinner.

Eine Frage mit philosophischer Dimension

Solche Verfahren zur Selbstorganisation seien auch bereits im Alltag angekommen, etwa im Mobilfunk oder der Robotik. Eine fundamentale Frage sei nun aber: "Wie kann ich Sicherheit darüber haben, dass das System das macht, was ich von ihm erwarte?" In letzter Konsequenz steht dahinter die Befürchtung, dass ein Computersystem die Kontrolle über etwas gesellschaftlich Relevantes übernimmt. Diese Frage mit "philosophischer Dimension" sei entsprechend schwer zu beantworten, wie Rinner einräumte. "Im technischen Kontext ist das daher derzeit eine sehr heiße Forschungsfrage."

Auch das Klagenfurter Team hat bereits ein Kameranetzwerk mit Selbstbewusststein realisiert, das Personen autonom über mehrere Kameras verfolgen kann. Traditionelle Systeme benötigen dazu eine zentrale Einheit und verursachen einen hohen Kommunikations- und Installationsaufwand. Die neue System-Architektur kann solche Aufgaben effizienter und automatisch bewältigen, weil die selbstbewussten Kameras die aufgenommenen Bilder selbst analysieren, miteinander kommunizieren und einander über Personen informieren, die ihren Bereich verlassen. Nebenbei lernt das System von selbst, welchen Raum es mit welchen Kameras abdeckt. "Sie lernen nämlich, wer ihre Nachbarkameras sind", sagte Rinner. (APA, 29.7.2016)

  • Lewis, P.R., Platzner, M., Rinner, B., Torresen, J. & Yao, X. (Hg.): Self-aware Computing Systems: An Engineering Approach. Springer, Heidelberg, 324 Seiten, E-Book: 91,62 Euro, Hardcover: 120,99)
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    Lewis, P.R., Platzner, M., Rinner, B., Torresen, J. & Yao, X. (Hg.): Self-aware Computing Systems: An Engineering Approach. Springer, Heidelberg, 324 Seiten, E-Book: 91,62 Euro, Hardcover: 120,99)

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