Informatik: Mensch und Maschine rücken näher

Der Hightech-Alltag
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Künstliche Intelligenz könnte unseren Alltag völlig neu gestalten. Das betrifft Mobilität, Gesundheit, Städteplanung oder auch hilfsbereite Roboter. Ein Zukunftsszenario.

Eines ist klar: Künstliche Intelligenz, die kreativ und autonom Probleme löst und über ein Selbstbewusstsein verfügt, wird auch 2048 noch Vision sein. Angeregt durch Isaac Asimovs literarisches Werk über „Robotergesetze“, die ein geregeltes Zusammenleben zwischen Mensch und Maschine beschreiben (Ein Roboter darf Menschen keinen Schaden zufügen), Kubricks allsehendem Computer HAL in „2001: Odyssee im Weltraum“ oder dem Killer-Cyborg Terminator entsteht der Eindruck, hyperintelligente Maschinen wären schon Realität.

Heutige Anwendungen kommen aber eher dem konkreten, hausverstandsorientierten Schlussfolgern nahe. Ziel ist, intelligente Arbeitsgehilfen, leistungsfähigere Computer, Roboter mit hoher Autonomisierung, organisierte Datenbanken oder Produkte für medizinische Diagnosen zu schaffen.

„Um echte Intelligenz hervorzubringen, sind neue Methoden der formalen Logik notwendig, die intelligentes Verhalten mittels Mathematik und Informatik simulieren“, sagt Thomas Eiter vom Institut für Informationssysteme der TU Wien. Er und sein Team arbeiten an unterschiedlichen Logiken, die sogar mit unvollständiger oder widersprüchlicher Information umgehen können und sich für unterschiedliche Einsatzbereiche wie medizinische Diagnose eignen.

Krankheit mit Logik erkennen

„Es gibt untypische Krankheitsverläufe, bei denen ein bestimmtes Symptom nicht auftritt, oder es kommt ein weiteres Symptom hinzu. Mit klassischer Logik stößt man schnell auf Probleme. Mittlerweile gibt es leistungsfähige logische Werkzeuge für solche Problemstellungen, etwa aus einer strukturierten medizinischen Wissensbank mögliche Diagnosen herauszufiltern und ihre Wahrscheinlichkeiten anzugeben“, so Eiter. „In den nächsten Jahrzehnten werden Computer intuitiver werden und wir Menschen viel näher mit ihnen zusammenarbeiten.“

Diese Verbindung wird in der Schnittstelle Gehirn-Computer deutlich, kurz BCI (Brain Computer Interface) genannt. Sie ermöglicht, dass Kommunikation und Bewegung von körperlich beeinträchtigten Menschen durch Gedanken unterstützt wird.

Mit Gedanken steuern

„Hierzu haben wir in einem EU-Projekt eine Art Fahrplan für die kommende Dekade erstellt, wie sich die BCI-Forschung global entwickeln könnte“, erklärt Gernot Müller-Putz vom Institut für semantische Datenanalyse an der TU Graz. Weltweit arbeiten zirka 150 Unternehmen mit BCI-Bezug, von der Luftfahrtbranche über kommerzielle Anwendungen bis zur Unterhaltungsindustrie.

Die Roadmap skizziert fiktive Fallstudien: „BCIs der Zukunft können körperliche Funktionen ersetzen, wiederherstellen und sogar erweitern. Das beginnt bei der Kommunikation, geht über Muskel- und Nervenstimulation bis hin zur gesteigerten Aufmerksamkeitskapazität“, so Müller-Putz. Personen in einem Wachkoma oder Locked-in-Syndrom könnten mithilfe ihrer Gedanken kommunizieren oder querschnittsgelähmte Menschen und Schlaganfallpatienten ihre Extremitäten wieder bewegen. Das von der TU Graz koordinierte Projekt „MoreGrasp“ entwickelt eine anpassungsfähige Greif-Neuroprothese, die Gedankenbewegungsmuster misst und ganz gezielt Muskeln in Armen und Händen stimuliert – bis sie sich bewegen.

In einem weiteren Zukunftsszenario analysieren BCI-Technologien unsere Hirnsignale und sagen, wann wir im geeigneten Gemütszustand oder der besten Verfassung sind, eine wichtige Entscheidung zu treffen, zu lernen oder Auto zu fahren.

Gegenstände kommunizieren

„Technik wird in viel stärkerem Maße unseren Alltag durchdringen als bisher“, sind sich auch Experten des Beratungsunternehmens Watchdogs sicher, das sich auf Datenanalyse und Datenkommunikation spezialisiert. Das Internet der Dinge sei auf dem Vormarsch. Computer wandern in Dinge und werden unsichtbar. In ständigem Austausch untereinander machen sie Fabriken smarter, können Gebäude automatisch temperieren oder einen Routenplaner zum nächsten freien Parkplatz per App ermöglichen. „Sofern die Technik verlässlich ist“, sagt Kay Römer vom Institut für Technische Informatik der TU Graz.

Hier läuft ein Projekt, in dem die verlässliche Funktion der Mini-Computer zum Beispiel bei Wettereinflüssen optimiert wird. „Die kleinen Computer befinden sich im Asphalt oder an Gebäudefassaden. Direkte Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit oder Funkstörungen durch WLAN oder Bluetooth beeinträchtigen die Sensoren, die beispielsweise feststellen, ob ein Parkplatz frei oder belegt ist. Die Kommunikation im Netzwerk funktioniert dann verzögert, fehlerhaft oder gar nicht“, so Römer.

Zuverlässigkeit wird auch bei selbstfahrenden Autos, unbemannten Flugdrohnen oder bei Robotern großgeschrieben, die nahe am Menschen arbeiten. Ein im Umfeld der TU Wien entwickelter Roboter namens Hobbit soll in Zukunft ältere oder pflegebedürftige Menschen im Alltag unterstützen und „einfache Gegenstände tragen, im Notfall Hilfe organisieren, zu Aktivitäten motivieren und vor allem Sicherheit vermitteln“, sagt Projektleiter Markus Vincze. So offenbart uns die Zukunft hilfreiche Ansätze, die unser Leben immens erleichtern und zur Lösung vielfältiger Probleme beitragen könnten.

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