Künstliche Intelligenz und Neuronale Netze

In den Kapiteln “Artificial Intelligence” und “Neural Networks” aus dem Buch “On Intelligence” beschreibt Jeff Hawkins seine persönliche Beziehung zum Gebiet der künstlichen Intelligenz. Er gibt eine kurze Zusammenfassung der Geschichte der traditionellen KI und erklärt, warum weder diese noch der Bereich der neuronalen Netze zu den erhofften intelligenten Maschinen geführt hat.

Großen Einfluss auf Hawkins hatte der 1979 im Scientific American erschienene Artikel “Thinking About the Brain” von Francis Crick. Dieser weckte in Hawkins den Wunsch, als Wissenschaftler das menschliche Gehirn zu studieren. Während seiner Zeit bei Intel schlug er der Firma vor, eine Arbeitsgruppe für die Untersuchung des Gehirns einzusetzen — der Vorschlag wurde zu dieser Zeit als unrealistisch abgelehnt.

Auch seine Bewerbung beim MIT, das für sein fortschrittliches KI-Labor bekannt ist, wurde abgelehnt. Hawkins war den Professoren zu sehr an den neurobiologischen Grundlagen des Gehirns interessiert. So kam es, dass er sich im Selbststudium in Biologie ausbildete und schließlich als Student im Biophysik-Programm der UC Berkeley angenommen wurde.

“On Intelligence” enthält einen kurzen Abriss der Geschichte der (symbolischen) KI, der unter anderem folgende Punkte und Personen anspricht:

  • Turing und die Turing-Maschine
  • McCulloch/Pitts (Neuronen als boolesche Operatoren)
  • Joseph Weizenbaums Eliza
  • Der Schachcomputer Deep Blue
  • Searles “Chinese Room”-Argument gegen KI
  • … und entsprechende Antworten auf Searles Argument

Da größere Erfolge der symbolischen KI ausblieben, nahm ab Mitte der 1980er Jahre das Interesse an künstlichen neuronalen Netzen und einer “konnektionistischen” KI zu.

Obwohl dies grundsätzlich Hawkins Interessen entsprach, nennt er drei Gründe, warum diese Methode nicht zu “echter” Intelligenz führte:

  • Die Zeit, d.h. der stetige Fluss an Informationen, wurde nicht berücksichtigt. Künstliche neuronale Netze waren durchweg statisch.
  • Die Bedeutung von Rückkopplung (Feedback) wurde nicht erkannt oder zumindest unterschätzt.
  • Die physische Struktur des Gehirns, d.h. insbesondere die Hierarchie der Großhirnrinde, wurde nicht beachtet.

Es blieb bei stark vereinfachten Modellen, da mit diesen bereits Ergebnisse zu erzielen waren. Ein generelles Verständnis von Intelligenz wurde nicht erreicht, meist nicht einmal angestrebt.

Als zentrales Problem sieht Hawkins die intuitive Annahme, dass Intelligenz sich allein in dem Verhalten liegt, das ein Programm bzw. neuronales Netz auf eine bestimmte Eingabe hin zeigt. Er ist der Meinung, dass Verhalten zwar eine mögliche Manifestation von Intelligenz ist, jedoch nicht die zentrale Eigenschaft. Denken ohne Handeln ist möglich.

Eine weitere Ursache für den Mangel an Fortschritt im Bereich der künstlichen Intelligenz könnte nach Hawkins darin liegen, dass sich die Hirnforschung in erster Linie damit befasste, wo bestimmte Vorgänge ablaufen, nicht in welcher zeitlichen Abfolge. Abbildugsverfahren wie MRI und PET ließen den Wissenschaftler damals kaum eine andere Möglichkeit.

Ein Bereich neuronaler Netze, der laut Hawkins sehr viel Potential hatte und hat, sind auto-assoziative Speicher. Gibt man bei diesen ein (gelerntes) Muster teilweise ein, so gibt das neuronale Netz das komplette Muster zurück. Auch Sequenzen, d.h. zeitliche Muster, können gelernt werden.

Ein Argument der Vertreter der symbolischen KI lautet, dass man nicht den ineffizienten, durch Evolution entstandenen Aufbau des Gehirns nachbilden müsse, sondern ein von Grund auf anderes System verwenden könne, so lange es ähnliches Verhalten hervorbringt. Hawkins sieht das nicht so. Er hält es für unabdingbar zu verstehen, was Intelligenz ist. Gleichheit des Verhaltens, wie sie auch in Searles Gedankenexperiment vorkommt, ist nicht genug.

Der nächste Teil der On-Intelligence-Reihe: Das menschliche Gehirn

[1] Jeff Hawkins, Sandra Blakeslee: On Intelligence (Times Books, 2004)
[2] Jeff Hawkins: On Intelligence (AI Playground)

7 Kommentare

  1. Einen einzigen Gedanken zu verstehen und diesen zu replizieren, da fängt Intelligenz erst an.
    Diesen Nachzubauen mit welchen Mitteln auch immer, liegt im Bereich der Genialität. Intelligenz setzt zwangsläufig kein Bewußtsein vorraus. Wobei Bewußtsein schon in der kleinsten Aminosäuresequenz vorhanden ist oder schon im H-Atom. Es entsteht nichts aus nichts. Es ist alles schon da. Du mußt nur die Augen auftun. Manchmal ist focusieren gut. Manchmal sollte man die Augen schließen.
    Das Cochlea-Implant und das Retina-Implant sind kleine Anfänge des Verstehens der Gesamtzusammenhänge.
    Ein kleines bischen KI

  2. Wobei Bewußtsein schon in der kleinsten Aminosäuresequenz vorhanden ist oder schon im H-Atom.

    Ich bin mir ziemlich sicher, dass das — nach jeder gängigen Definition von Bewusstsein — nicht der Fall ist. Komplexe Systeme weisen häufig Eigenschaften auf, die ihre Bestandteile nicht besitzen. Gase haben Eigenschaften wie “Temperatur” oder “Druck” — die Moleküle, die das Gas bilden, nicht.

  3. —Komplexe Systeme weisen häufig Eigenschaften auf, die ihre Bestandteile nicht besitzen. Gase haben Eigenschaften wie “Temperatur” oder “Druck” — die Moleküle, die das Gas bilden, nicht.—
    Das ist falsch. Auch ein einzelnes Gasatom übt aufgrund seines Gewichtes Druck (wenn auch nur nach unten) aus und hat aufgrund seiner Eigenbewegung Temperatur. Deswegen heist der Vorgang bei dem man diese Eigenbewegung bei Molekülen mit Lasern auf fast null Kelvin abbremst (um das Einstein-Bosekondensat herzustellen) auch “Kühlen”.
    Extrapoliert auf den Geist bedeutet dies: Geist=Materie. Geist als etwas Eigenständiges, etwas qualitativ anderes, etwas, das mehr ist als tote, aber komplexe Materie gibt es nicht.

  4. Auch ein einzelnes Gasatom übt aufgrund seines Gewichtes Druck (wenn auch nur nach unten) aus und hat aufgrund seiner Eigenbewegung Temperatur.

    Wenn das der Fall ist, solltest du den Wikipedia-Eintrag zum Thema Emergenz korrigieren.

    Wenn wir darüber diskutieren, ob Geist etwas qualitativ anderes ist als Materie, wird das darauf hinauslaufen, dass wir unterschiedliche Wörter für dieselben Dinge verwenden, deshalb meinen, unterschiedliche Meinungen zu vertreten und keiner vom anderen lernen kann, da wir nicht erwarten, dass sich die Welt unterschiedlich verhält.

    “If a tree falls in a forest and no one hears it, does it make a sound? One says, “Yes it does, for it makes vibrations in the air.” Another says, “No it does not, for there is no auditory processing in any brain.” Though they argue, one saying “Yes”, and one saying “No”, the two do not anticipate any different experience of the forest. Do not ask which beliefs to profess, but which experiences to anticipate.” — Eliezer Yudkowsky

  5. Die Frage ist doch nicht ob sodern dass. Es besteht kein Unterschied. Alles ist in jedem enthalten. Vor äonen von Jahren explodierten Sterne aus deren Materie wir heute bestehen und die Reste von dem von Heute werden in Äonen von Jahren weiterbestehen. In belebeter oder unbelebter Materie, wobei belebt und unbelebt schon eine Wertung ist.
    Mal fällt ein Baum, mal fehlt ein Baum, mal ist der Baum nur Humus.
    Ein Baum produziert in seinem Leben soviel Sauerstoff, wie er bei seinem Zersetzungsprozess CO2 produziert.
    Eine eigene Art von Intelligenz die die Evolution hervorbringt.
    Die Evolution ist durchdrungen von dem Bewußtsein des Leben wollens. Egal ob tote Materie oder Lebendige.

    Die Fusion von Halbleitertechnik mit biomolekulargenetisch veränderten Neuronen ist einer der besten Errungenschaften der Technik und Forschung.

    Jörg

  6. Zusatz:

    Die Fusion von Halbleitertechnologie mit …

    Die Schwierigkeit besteht darin, dass jedes Axon einer Nervenzelle einen eigenen Code hat. Diesen Code zu Lesen und auszuwerten ist dann natürlich eine der großen Herausforderungen der Wissenschaft. Hat man einmal ein Verständnis vom Neuronenfeuer gewonnen, ist man stümperhaft in der Lage mit ebendiesen Neuronen zu “kommunizieren”. Über künstliche Dendriten “Feuern” wir und versuchen mit diesen Neuronen zu interagieren. Es ensteht ein Netzwerk, welches sich selbst seine räumliche Gestallt gibt.
    Der Sprachübersetzer im Ohr wäre keine Illusion mehr.
    Der Schritt von der KI zum Bewußtsein wäre der nächste Schritt.

    Jörg

  7. […] Künstliche Intelligenz und Neuronale Netze (Kapitel 1, 2) […]

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