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Schwärmen von der Künstlichen Intelligenz

Was die Künstliche Intelligenz von morgen können soll, haben Tiere schon seit Jahrtausenden drauf. Tim Landgraf erforscht deshalb an der FU – und auf dem Tempelhofer Feld – das Verhalten von Honigbienen. Leon Holly hat ihn in Dahlem besucht.

Natur und Technik in Kooperation? Illustration: Manon Scharstein

Was können wir Menschen bei der Entwicklung der Künstlichen Intelligenz von tanzenden Bienenund scheuen Karpfen lernen? Mit der Beantwortung dieser Frage beschäftigt sichTim Landgraf, Professor am Institut für Informatik. Seine Forschung zeigt: Die gegensätzliche Unterscheidung zwischen „künstlicher” Technologie und „natürlicher” Umwelt ist ein Trugbild. Landgraf und seine Arbeitsgruppe „Kollektive und Künstliche Intelligenz“ wollen Abläufe im Tierreich verstehen,um Schlüsse für die Entwicklung moderner Technologien ziehen zu können. Schwärme werden dabei zum Vorbild für die digitale Zukunft.

Die Bienen bitten zum Tanz

Besondere Aufmerksamkeit schenken Landgraf und sein Team tanzenden Honigbienen. Am Bio Robotics Lab der FU und in einer alten Wetterstation auf dem Tempelhofer Feld erforschen sie das kollektive Verhalten der Insekten. Ein Teil der Forschung besteht darin, dass sie mit Hilfe moderner Computertools und einer Roboterbiene das Verhalten jedes einzelnen Tieres in einem Bienenstock an der Wand der Station verfolgen. Besonders interessiert sie der „Schwänzeltanz“: Ein Bewegungsablauf, durch den die Bienen sich nach einem Flug gegenseitig Standortinformationen mitteilen, wie etwa den Fund einer Futterquelle. „Mit unserem Beobachtungssystem können wir zum ersten Mal nachvollziehen, wie der Supercomputer Bienenkolonie rechnet“, bemerkt Landgraf.

Was sich aus dieser Schwarmintelligenz für die Entwicklung von Technologien lernen lässt, macht der Wissenschaftler am Beispiel selbstfahrender Autos deutlich: „Elektrische Fahrzeuge haben lange Ladedauern. Doch sie haben mittlerweile genug Sensor- und Rechenpower, um auf der Straße eng beieinander zu fahren und Energie auszutauschen.“ Die Technik wird derzeit in Modellfahrzeugen getestet und soll bald ihre Anwendung in richtigen Autos finden. Vorbild für den technischen Energieaustausch war niemand geringeres als die Sammelbiene. Die sozialen Tierchen teilen nämlich das gefundene Futter mit hungrigen Artgenossinnen, sodass diese sofort weiterfliegen können.

Feuchte Annäherungsversuche

Auch im Wasserfinden sich tierische Vorbilder: Für die Beobachtung des Verhaltens von Fischenhaben die Wissenschaftler*innen einen kleinen Roboter-Karpfen entwickelt, der gemeinsam mit echten Guppys in einem Wassertank schwimmt. Eigenständig testet der Maschinen-Fisch, wie er die Geschwindigkeit seiner Annäherungsversuche an den Guppyschwarm gestalten muss, damit sie ihm zu einem bestimmten Punkt im Tank folgen.

Landgrafs Roboter-Fisch. Foto: Leon Holly

Besonders knifflig hierbei: Jeder einzelne Fisch reagiert anders auf den mechanischen Artgenossen, weshalb er sich auf die variierenden Charaktereigenschaften einstellen muss. „Auch unter Guppys gibt es ängstliche und dominante Persönlichkeiten“, erklärt Landgraf. „Denen muss sich der Roboter-Fisch – ähnlich wie eine menschliche Führungsperson in einem Team – unterschiedlich nähern, um sie nicht zu verschrecken oder ignoriert zu werden.“ So konnten die Forscher*innen das Stresslevel der Guppys messen und zeigen, dass weniger gestresste Fische besser folgen.

Auch hier werden sich die Daten womöglich als nützlich für die Künstliche Intelligenz erweisen: Autonome Fahrzeuge könnten erkennen, welche menschlichen Fahrer*innen unter Stress stehen und ihr Fahrverhalten entsprechend anpassen. „Die Menschen könnten sich entspannen und das Unfallrisiko wäre geringer”, vermutet Landgraf. So lernt die Technologie von heute und morgen von den Früchten der Evolution im Tierreich.

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