Archive for the ‘Künstliche Intelligenz (KI) / Artificial Intelligence ’ Category

Kommunikation außerhalb der Gesellschaft

Tuesday, May 27th, 2008

Lese gerade mal wieder Luhmann. Diesmal die Grundlagen: Soziale Systeme. Das ist so ein bisschen wie erst saufen und dann essen wenn’s schon schwurbelt. Um die Grundlage nachzuliefern. Dieser Beitrag beinhaltet wie immer unausgegorene Denkanstöße zum Ausschneiden und selbst zuendedenken.

Ein Punkt ist mir gerade aufgefallen, der mir mit dem Aufkommen des Semantic Web immer fragwürdiger erscheint:

Bei sozialen Systemen [...] gibt es außerhalb des Kommunikationssystems Gesellschaft überhaupt keine Kommunikation. Das System ist das einzige, das diesen Operationstypus verwendet, und ist insofern real-notwendig geschlossen.

Momentan mag dieser Standpunkt noch haltbar sein, wenn man etwa kommunizierende Maschinen nicht anerkennt, die Schnittstelleninformationen austauschen, um Prozesse zu organisieren (etwa bei UDDI und ebXML). Spätestens, wenn Rechner anfangen, menschengemachte Informationen auf semantisch sinnvolle Weise auszutauschen, die unsere Handlungen organisieren, sollte man diese Position nochmal diskutieren. Und genau das passiert derzeit in verschiedenen Forschungsprojekten zum Thema Semantic Web.

Der einzige Einwand, den ich gelten lasse, ist die Definition von Krcmar, die Informationssysteme als Einheit aus menschlichen und maschinellen Komponenten definiert. Auch diese werden aber den Menschen immer mehr an den Anfang und ans Ende von Operationen verschieben - und zwischendrin immer autarker interagieren. Man kann das mit dem Großhirn (Rechner) und dem Zwischenhirn (Triebe, fixe Programme) vergleichen. Die Aufgaben des Menschen reduzieren sich dann auf die Sinngebung (Wollen) und die Nutzung (Genießen) dieser Prozesse - also den Bereich, der sich bei psychischen Systemen im Stamm- und Zwischenhirn abspielt. Diese ordnende Kraft ist wichtig, damit das Großhirn zwischen sinnvollen und unsinnigen Operationen unterscheiden kann - anderenfalls wäre die Auswahl zwischen den möglichen Operationen willkürlich. Trotzdem wird ein immer größerer Teil der Kommunikation im maschinellen Teil unserer Informationssysteme ablaufen.

Literatur:

  • Krcmar, Helmut (2005): Informationsmanagement. Mit 41 Tabellen. 4., überarb. und erw. Aufl. Berlin: Springer.
  • Luhmann, Niklas (1987): Soziale Systeme. Grundriß einer allgemeinen Theorie. 1. Aufl., [Nachdr.]. Frankfurt am Main: Suhrkamp, 2006 (Suhrkamp Taschenbuch Wissenschaft, 666).

Dream Machine - kleine Theorie der künstlichen Intelligenz durch Web 2.0

Sunday, February 24th, 2008

Im TED-Talk “Jeff Hawkins: Brain science is about to fundamentally change computing” berichtet der Computerexperte und Gehirnforscher Jeff Hawkins von einer Hypothese, die er noch nicht beweisen kann: Dem menschlichen Gehirn liegt ein ganz einfacher Mechanismus zugrunde – sequenzielle Speicherung von Ereignissen. Die Intelligenz entsteht seiner Ansicht nach aus der schieren Masse und der Fähigkeit des Gehirns, aus der Menge der Verknüpfungen ständig Voraussagen über die Realität zu interpolieren, indem es patterns (Muster) identifiziert.

Das passt sehr gut zum Konzept der DreamMachine, das ich vor Jahren einmal erstellt habe und damals - 1997 muss das gewesen sein - zusammen mit Marc Pfaff zu einem Zukunftswettbewerb einreichen wollte. Leider wurde unser Beitrag nicht rechtzeitig fertig. Stattdessen habe ich seitdem ungefähr 1000 Menschen davon erzählt, von denen mich die Hälfte für verrückt erklärt hat.

Es ist ein Konzept für ein System, das den Schichten unseres Gehirns eine weitere, digitale Schicht angliedern würde und diese auf dieselbe Weise mit dem Großhirn vernetzt, mit dem sich das Großhirn im Traum mit dem Zwischenhirn vernetzt.

Ich hatte damals zwei Bücher gelesen, aus denen ich mir meine kleine Theorie der Intelligenz zusammengestrickt hatte. Leider bin ich nicht Experte genug, um meine Idee wissenschaftlich zu überprüfen oder gar einzuordnen. Sollte ich hier also Eulen nach Athen tragen oder sich einige Annahmen als unzutreffend herausgestellt haben, bitte ich um Widerspruch. Dafür haben wir das Web 2.0.

Das erste Buch war von Hoimar von Ditfurth und heißt “Der Geist fiel nicht vom Himmel” (damals dtv, vergriffen). Darin beschreibt er die Evolution des Nervensystems vom Einzeller bis zum Menschen als durchgehende Entwicklung. Besonders gut erforscht sind die Gehirne von Geflügel, die sich offenbar sehr gut für Versuche eignen. Vögel besitzen ein voll entwickeltes Zwischenhirn, das nach Aussage von Dithfurth (etwas verkürzt gesagt) einen Kanon von vererbten - und physisch verdrahteten - Programmen bereitstellt, mit denen die Tiere auf ihre Umwelt reagieren. Dabei zeigte sich offenbar bereits seinerzeit eine klar nachvollziehbare Linie vom Schlüsselreiz zur Handlung, mit der die Vögel auf die Umwelt reagieren. Ditfurth unterlegt seine Aussagen mit Unmengen von eindrucksvollen Beispielen, von denen man mir damals gesagt hat, sie seien nicht unbedingt repräsentativ.

Gehirnentwicklung vom Fisch zum Kriechtier

Ein Beispiel ist mir besonders im Gedächtnis geblieben: Ein Hahn steht auf dem Versuchstisch. Sein Gehirn wird an verschiedenen Stellen mit Elektroden stimuliert (was - nota bene - keinen Schmerz verursacht, da die graue Masse nicht schmerzempfindlich ist).

Bei diesen Versuchen hat man unter anderem eine Stelle gefunden, bei der der Hahn den Kopf hebt, kräht, sich dann duckt und eine (leere) Stelle auf dem Versuchstisch attakiert. Lässt man den Reiz weiter bestehen, dann ergreift er die Flucht. Exakt dieses Verhalten kennt man von Hähnen in natürlicher Umgebung: beim Angriff durch einen Bodenfeind, etwa ein Wiesel.

Auch der Schlüsselreiz, der dieses Verhalten triggert (auslöst), ist weitgehend bekannt: ein flaches, längliches Etwas, das sich zügig auf den Hahn zubewegt. Der Hahn reckt sich dann, warnt seine Artgenossen, greift an - und flieht schließlich, wenn der Reiz anhält, d.h. wenn der Hahn erkennt, dass sich das Raubtier nicht in die Flucht schlagen lässt.

Gehirnentwicklung vom Vogel zum Menschen

Da diese direkte Leitung vom Reiz zur Handlung keine besonders große Flexibilität bietet (und daher einige überlebenswichtige Fragen nicht beantworten kann), hat die Natur sich schon beim Geflügel etwas einfallen lassen, das Konrad Lorenz in den 50er Jahren unter dem Begriff Erbfolgeprägung untersuchte: Aus den fest verdrahteten Strukturen des Zwischenhirns ragen “Knospen” heraus - frei programmierbare Zellverbände, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Kindheit “geprägt”, also programmiert werden. Er untersuchte die Tatsache, dass Graugänse nach dem Schlüpfen ihrer Mutter folgen - ein Fakt, der sich mit der ererbten Verknüpfung von Reiz und Handlung nur schwer erklären lässt - und fand den Beginn des Großhirns. Zellen, die das erste, was die Küken nach dem Schlüpfen sehen, als Mutter interpretieren. Dieser Mutter folgen sie von da an bis zu einem bestimmten Alter. Das Großhirn kann demnach als dynamische Erweiterung statischer, unveränderlicher Programme gesehen werden. Lorenz hängte ihnen, wenn ich mich richtig erinnere, einen Ball an einer Schnur vor die Nase - und sie folgten fortan dem Ball.

Disclaimer: Die Ideen der Verhaltensbiologie von Konrad Lorenz und anderen sind - gerade wenn man Deutscher ist - vorbelastet und daher mit sehr viel Vorsicht zu genießen. Wir sollten aber in der Lage sein, die Ideen dahinter in Ruhe empirisch zu überprüfen und uns gleichzeitig klar und deutlich von den grausamen Taten zu distanzieren, die in ihrem Namen in den Bereichen Euthanasie und Rassenhygiene begangen wurden. Die von Lorenz mitbegründete Verhaltensbiologie scheint sich mittlerweile von diesen Wurzeln entfernt zu haben und sich zu einer anerkannten Wissenschaft entwickelt zu haben - immerhin wurde Lorenz 1973 der Nobelpreis verliehen.

Ditfurth behauptete seinerzeit, aus diesen prägbaren Zellknospen - den “Variablen”, die die “hartcodierten” Programme erweitern - habe sich das Großhirn entwickelt. Das Großhirn ist demnach eine Erweiterung des Zwischenhirns. Die frei programmierbaren Zellen des Großhirns erweitern die Zwischenhirn-Programme und machen sie flexibel. Umgekehrt verleihen die klaren Bewertungs- und Verhaltensstrukturen des Zwischenhirns, das auch beim Menschen noch unter dem Großhirn liegt, den täglich aufgenommenen Informationen des Großhirns sozusagen einen Sinn.

Entwicklung des Großhirns aus dem Zwischenhirn

Abbildung: Die Gehirne von Mensch, Schimpanse, Krähe und Karpfen mit Großhirn und Großhirnrinde (G), Streifenhügel (S), Vorderhirn (V), Zwischenhirn (Z), Kleinhirn (K) und Nachhirn mit Rückenmark (N)

Das zweite Buch hört auf den Titel “Bewußtsein” (herausgegeben vom deutschen Philosophen Thomas Metzinger) und war damals gerade neu herausgekommen. Metzinger stellt (verkürzt gesagt) fest, dass verschiedene wissenschaftliche Fachrichtungen zwar jeweils über eine halbwegs schlüssige Theorie des Bewusstseins verfügen, er als Philosoph aber eine kohärente Theorie vermisse, die alle diese Sichten miteinander verbindet und uns auch intuitiv plausibel erscheint. Besonders interessant fand ich hier - neben Artikeln von Daniel C. Dennett und Patricia S. Churchland, von denen ich vorher noch nie einen Originaltext gelesen hatte, einen Beitrag von Francis Crick und Christoph Koch. In diesem beschreiben sie Bewusstsein als eine Art Oszillation des Großhirns im 40-Herz-Rhytmus - eine Theorie, die sie zwar später widerrufen haben, aber ich fand sie damals sehr erhellend.

Interessanterweise ist offenbar auch Jeff Hawkins durch einen Artikel von Crick auf seine Ideen gekommen.

Soviel zum Hintergrund. Meine Schlussfolgerungen bestanden darin, dass der Blumenkohl, der sich aus der Mutterzelle entwickelt hat, wohl sehr viele Eindrücke speichert. Da der Mensch das meiste davon schnell wieder vergisst, musste es ein Ordnungskriterium geben, das die riesige Menge von Daten sinnvoll verbindet, die uns beim Denken zur Verfügung steht. Dieses Ordnungskriterium musste - wenn die Evolution immer überlebensfähige Zwischenergebnisse brauchte - durch die ursprünglich für Reaktionen verantwortlichen Programme im Zwischenhirn bereitgestellt werden. Genauso wichtig war die umgekehrte Annahme, nämlich, dass man alle anderen Eindrücke langsam wieder vergisst.

Die Frage war nur: Wie genau läuft das ab? Eine endgültige Antwort habe ich nie gehabt, aber es musste etwas in folgender Richtung sein: Jeder kennt Alpträume - diese erinnern sehr an die beschriebenen archaischen Programme, sind aber mit Erlebnissen, Situationen und Gesichtern aus unserer eigenen Erfahrungswelt durchsetzt. Es könnte also sein, dass das Träumen eine Art “Drehen und Wenden” von gespeicherten Sinneseindrücken ist, das im Schlaf dafür sorgt, dass konkrete neue Erlebnisse diesen Zwischenhirnprogrammen auf sinnvolle Weise zugeordnet werden: Die täglichen Eindrücke werden - wie die Teile eines Puzzle-Spiels - solange gedreht und an verschiedene “Andockstellen” der ererbten Programme gehalten, bis sie passen. Dazu müssen sie hierarchisch geordnet, wie Hawkins sie beschreibt, und daher als abstrakte Pattern verwendbar, aber mit Verbindung zu konkreten, erlebten Situationen. Das stimmt mit neueren Informationen, insbesondere über die Informationsverarbeitung in der Sehrinde, wie ich sie bei Christoph Koch gefunden habe, überein (Bewusstsein - ein neurobiologisches Rätsel). Nicht “brauchbare” Erinnerungsfolgen würden dementsprechend vergessen. Nach der Lektüre von Ditfurth, Crick und Koch (und einigen anderen, die Marc Pfaff damals beisteuerte) stand für mich außer Frage, dass es sich dabei um den aktuellen Stand der Wissenschaft handelte. Mittlerweile bin ich mir da nicht mehr so sicher (Input von Fachleuten erwünscht).

Ähnliche Ansätze scheinen mittlerweile auch von ernstzunehmenden Wissenschaftlern vertreten zu werden. So unterscheiden Tooby und Cosmides offenbar zwei Funktionsmodi: einen funktionalen Modus, in dem das Gehirn seine normale Tätigkeit ausübt, um auf die Umwelt zu reagieren und den Organismus durch den Alltag zu manövrieren - und einen organisationalen Modus, in dem das Gehirn im Traum oder beim Spielen Informationen neu anordnet und in einen anwendbaren Kontext bringt.

(Tooby, J. & Cosmides, L.(2001): Does Beauty Build Adapted Fiction and the Arts. Substance, 94/95, S. 6-27, zitiert nach Schwab, Frank (2007): Evolutionäres Denken: Missverständnisse, Trugschlüsse und Richtigstellungen. In: Zeitschrift für Medienpsychologie, Jg. 19, H. 4, S. 140–144.)

Die DreamMachine sollte ein Manko ausgleichen, unter dem bestimmt nicht nur ich leide: ein kolossal schlechtes Gedächtnis und eine langsame Auffassungsgabe. Meiner Erfahrung nach kann man das schlechte Gedächtnis hervorragend kompensieren, indem man sich Sachverhalte mit etwa eintägigem Abstand erneut zu Gemüte führt. Noch besser: wenn man die Inhalte einer Unterhaltung dann nochmal revue passieren lässt, wenn sie einen gerade in einem anderen Zusammenhang interessieren. Leider hat man die Details bis dahin in der Regel vergessen. Es fehlt also ein Mechanismus, der die Eindrücke speichert und mit dem man die relevanten später noch einmal abspielen kann. Der verzweifelte Versuch, sich alles sofort zu merken, indem man es sofort mit anderen Sachverhalten und Erinnerungen vernetzt, führt dagegen vermutlich zur langsamen Auffassungsgabe.

Glücklicherweise hatten sich die frühen Videokamera-Experimente von Frank Zappa und anderen seinerzeit bereits herumgesprochen und Menschen wie der “Cyborg” Steve Mann fingen an, sie mit den Vorzügen des Internets zu kombinieren. Über ihn hatte ich in einem Spiegel-Artikel gelesen.

Steve Manns Versuchsreihe (Foto: Wikipedia)

Steve Manns Versuchsreihe (Foto: Wikipedia)

Mann war damals noch Doktorand am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Er rannte mit einer Basketballmütze mit integrierter Kamera herum, filmte alles und “streamte” direkt auf seine Homepage im Internet. Damals hieß das, es wurde alle paar Minuten ein Standbild eingestellt.

Eine der Grundideen der DreamMachine war: würde man einen ständigen Stream mit allem Erlebten speichern (Audio und Video), dann hätte man die Möglichkeit, bestimmte - relevante - Szenen später noch ein oder mehrere Male Revue passieren zu lassen - und sie sich so zu merken.

Das Hauptproblem dabei ist zunächst, die relevanten Stellen wieder zu finden. Das kann man ganz einfach lösen, indem man an bestimmten Stellen (im Video oder außerhalb davon mittels Timestamp gespeichert) eine Art Tag (”täg”, Stichwort “Tagging”) setzt. Dann nimmt man sich in regelmäßigen Abständen die Zeit zum “Träumen” - man geht Tag für Tag durch, sieht sich die Stellen rund um die als relevant markierten Frames an und kombiniert diese mit ähnlichen Stellen aus anderen Zeiten (Aufnahmen von anderen Tagen), die man durch die Eingabe von Stichworten wieder findet, die gleichzeitig zur Verschlagwortung der neuen Videosequenzen verwendet werden.

In verschiedenen “Traumphasen” werden dadurch die Filmsequenzen der “Neuen, digitalen Gehirnschicht” mit den Erinnerungen des Großhirns verknüpft - in einem Prozess, der den Traumphasen des menschlichen Gehirns nachempfunden ist. Das ganze war noch etwas komplexer - mit begehbaren 3D-Stadtmodellen, an denen Bilder aus den Videosequenzen als Texturen auf den Fassaden von Straßen angebracht wurden, so dass man an den einzelnen Sequenzen entlanglaufen konnte und Verknüpfungen als Straßenkreuzungen und Ideen als Plätze dargestellt wurden. Eine frühe Version der Aufbereitung der Idee als Website habe ich 1999 auf CD-Rom bei meinem Bewerbungsgespräch bei Pixelpark vorgestellt. Ich werde sie mal suchen und dann an dieser Stelle verlinken.

Was hat das alles mit Social Software zu tun?

Das Web 2.0 bietet mittlerweile viele Tools, Plattformen und Systeme, mit denen sich ein Konzept wie die DreamMachine umsetzen ließe. Leider ist der Name mittlerweile von anderen belegt. Ich bin auf der Suche nach einem neuen. Vorschläge sind immer willkommen.

Der wichtigste Einwand gegen die DreamMachine war immer: damit steuern wir auf die totale Überwachung zu. Wie ich gerade im Netz herausgefunden habe, hat Steve Mann bereits 2004 (oder noch früher) ein interessantes Gegenmodell der “Sousveillance” in den Raum gestellt, das sich Kritiker erst mal in Ruhe auf dem Cortex zergehen lassen sollten: Er sagt, Surveillance sei (wörtlich übersetzt) ÜBER-wachung (von oben). Steve Mann stellt ihr die Sousveillance (”Unterwachung”) gegenüber: ab jetzt filmt das Individuum zurück! Der Staat soll wissen, dass er von unten ebenfalls kritisch beobachtet wird. Auch das ist eines der Dinge, sie sich mit Social Software in die Tat umsetzen lassen. Packen wir’s an!

Neues zu Trends und Technologien in Richtung Dream Machine: DreamMachine auf del.icio.us/achimbode

Meine eigenen bescheidenen Versuche (Fotos): achimbodes Fotos aus Berlin auf ipernity