7 aus dem Strom: Lesetipps zu Gehirn & KI, Archäologie und Weltraumforschung

Nach längerer Zeit folgt heute mal wieder ein Beitrag unserer Reihe „7 aus dem Strom“, wo wir lesenswerte Artikel aus dem endlosen Datenstrom des Webs heraussieben — diesmal unter anderem dazu, wie Machine Learning helfen kann, das menschliche Gehirn zu verstehen, wo die Grenzen des Sprach“verstehens“ von Künstlicher Intelligenz liegen und wie die Ingenieurin Christine Darden, in den 1960ern eine der ersten Frauen bei der NASA, ihre vierzigjährige Zeit dort erlebte.


Künstliche neuronale Netze und die Funktion lebender Gehirne: Das von mir sehr geschätzte Quanta Magazine hat im Oktober 2020 einen Beitrag darüber gebracht, wie Machine Learning mit neuronalen Netzen dabei hilft, Gehirnfunktionen besser zu verstehen. Bei Forschungen mit neuronalen Netzen, die zur Bild-, Sprach- und Musikerkennung erstellt wurden, stellte sich heraus, dass deren Aufbau überraschende Ähnlichkeiten zu echten Gehirnfunktionen zeigte.

So, wie ein echtes Gehirn beispielsweise spezialisierte Bereiche zur Erkennung von Gesichtern ausbildet, geschah Ähnliches auch in künstlichen Netzwerken. Dies, so der Artikel, würde dabei helfen, zu verstehen, wie das Gehirn so schnell und scheinbar mühelos Wahrnehmungen verarbeiten und einordnen kann. Am Beispiel der Wahrnehmung von Bild- und Audiodaten sowie simulierter Gerüche erklärt der Artikel diese Annahme und Grundprinzipien. Er geht aber auch auf Grenzen der Modellierung ein.


Sprach’verstehen‘ durch KI: Überhaupt muss immer wieder auf Grenzen der KI-Leistung hingewiesen werden. Dass zum Beispiel Systeme wie GPT-3 zwar verblüffend kohärente Texte generieren können, die oft Sinn zu ergeben scheinen, aber doch an Kleinigkeiten scheitern (und sich so als letztlich dumme, nicht verstehende Maschine entlarven), kann für Skeptiker*innen der KI-Forschung vielleicht beruhigend sein. Bei Technology Review gab es zu Grenzen künstlichen Sprach’verstehens‘ vor einigen Tagen einen interessanten Beitrag.

Danach ignorieren Systeme wie GPT-3 die Wortreihenfolge, die aber entscheidend für die Bedeutung eines Satzes sein kann: „Die Systeme waren auch der Ansicht, dass Sätze mit gegensätzlichen Aussagen – etwa ‚Ruft Marihuana Krebs hervor?‘ und ‚Ruft Krebs Marihuana hervor?‘ – dieselbe Frage stellten.“ Für uns Menschen sagen beide Sätze etwas völlig anderes aus — für ein Machine-Learning-System bedeuteten sie in einem Test dasselbe. Es wird vermutet, dass sich die Systeme beim Trainieren vor allem auf Schlüsselwörter konzentrieren. Dies soll bei künftigen Trainings berücksichtigt werden, um das Problem zu vermeiden.


Wie Google funktioniert: Wie kommt die Suchmaschine Google eigentlich zu ihren Ergebnissen und vor allem deren Gewichtung? Diese Frage ist nicht nur unter dem Aspekt der Suchmaschinenoptimierung für Anbieter von Websites interessant, sondern sollte auch jede*n interessieren, die*der Google verwendet, um Recherchen durchzuführen. In der Kolumne „Meinels Web-Tutorial“ geht Christoph Meinel auf einige Grundlagen ein. „Wie weiß Google, was wo steht?“ fragt der Autor und erklärt, dass dem das sogenannte Zipfsche Gesetz zugrunde liegt.

Das „besagt ganz vereinfacht, dass je häufiger gesuchte Wörter in einem Dokument vorkommen, desto relevanter ist die Webseite für den Suchanfragenden“. Dazu kommt der berühmte „Page-Rank-Algorithmus“, der die Anzahl der Verlinkungen anderer Seiten auf eine Seite gewichtet. Verlinken viele andere Seiten B, C, D … auf eine Seite A, oder eine einzelne besonders wichtige Seite B verlinkt auf Seite A, dann wird Seite A als wichtig eingestuft. Verlinkt hingegen Seite A auf viele andere Seiten, dann wird Seite A als unwichtig eingestuft.


Cyberpunk zwischen Wirklichkeit und Fiktion: Durch das Computerspiel Cyberpunk 2077 wurden Ende 2020 wieder einmal transhumanistische Phantasien in unterhaltsamer Blockbuster-Form verhandelt. Die Zeitschrift GameStar hat zu dem Spiel am 16. Januar ein Sonderheft rausgebracht, in dem auch zwei Artikel von mir enthalten sind. Die sind im Plus-Bereich der GameStar-Website zu einem zusammengefasst.

„Cyberpunk-Szenarien zeigen uns eine Welt, in der die Erweiterung des menschlichen Körpers und menschlicher geistiger Fähigkeiten ins Extrem getrieben wurde“, beginne ich und frage dann, was Technik eigentlich für die Menschen ist, insbesondere da die so lange gültige Grenze — hier der menschliche biologische Körper, dort das technische Gerät — im Transhumanismus aufgehoben wird.


Emotionaler Streit um die „Himmelscheibe von Nebra“: Der kleine Ort Nebra in Sachsen-Anhalt ist vor einigen Jahren bekannt geworden, weil dort 1999 die sogenannte „Himmelscheibe“ gefunden wurde. Sie gilt als Sensation und gehört seit 2013 zum UNESCO-Weltdokumentenerbe, an der Seite der Gutenberg-Bibel, des Nibelungenlieds oder dem Briefwechsel Leibniz‘. Der Fund rief aber auch Skeptiker auf den Plan, die die Scheibe zuerst als Fälschung ansahen. Über diese Frage hat man sich mittlerweile geeinigt (keine Fälschung), ist sich aber über das Entstehungsdatum uneins.

In der New York Times war nun ein längerer Bericht, der den teils emotional geführten Streit zwischen den unterschiedlichen wissenschaftlichen Positionen beleuchtet. Als „bittere archäologische Fehde“ bezeichnet die Überschrift den Streit, der zwischen Professoren der Universität Tübingen und der Universität Halle geführt wird. Stammt die Scheibe aus der Bronzezeit, wie in Halle geglaubt wird, oder ist sie 1.000 Jahre jünger und aus der Eisenzeit, wie man in Tübingen meint? Ausführlich fasst der Artikel die Argumente beider Seiten zusammen und zeigt so, wie spannend Archäologie sein kann.


Planeten ohne Sonnensystem: Planeten kreisen um Sterne — das ist das gewöhnliche Alltagsverständnis. Doch es kann auch ‚Ausreißer‘ geben, die nicht mehr zu einem Sonnensystem gehören. Diese „Einsamen Erden“, so der Titel eines FAZ-Artikels, werden durch Schwerkraft-Wechselwirkungen aus dem Sonnensystem herauskatapultiert, wie sie bei der Entstehungszeit des Systems auftraten, oder auch, wenn im Laufe vieler Millionen Jahre ein Stern dem anderen zu nahe kommt:

„Denn anders als zu den Zeiten angenommen, da man sie ‚Fixsterne‘ nannte, bewegen sich die Sterne. Und das nicht nur um das Zentrum der Milchstraße herum, sondern auch in Reaktion auf die Gravitation ihrer Nachbarn“, schreibt Ulf von Rauschhaupt in dem Artikel. Dies könne irgendwann dazu führen, dass ein anderer Stern unserer Sonne einmal so nahe kommt, dass auch die Erde irgendwann ihre sichere Umlaufbahn verlässt und künftig einsam (und kalt) durchs All irrt. Dass dies jedoch nicht das Ende des Lebens sein müsste — nicht einmal für die Menschheit — ist einer der interessantesten Aspekte an dem Artikel.


Ingenieurin statt menschlicher Computer: Im Jahr 2016 zeigte der Film „Hidden Figures“, dass das amerikanische Raumfahrtprogramm der 1960er Jahre maßgeblich von der Arbeit von Mathematikerinnen mit dunkler Hautfarbe abhängig war — sie arbeiteten in einer Abteilung namens „Colored Computers“, wobei mit „Computer“ zu jener Zeit Mathematiker*innen gemeint waren, die komplexe Algorithmen ausführten, quasi als Dienstleistung für Ingenieure. Obwohl so wichtig, standen die Frauen im Schatten ihrer männlichen weißen Kollegen. Der Film stellte drei „Unerkannte Heldinnen“ (so der deutsche Titel) in den Vordergrund.

Es gab aber noch mehr. Eine von ihnen war Christine Darden, und das Quanta Magazine hat mit ihr ein Interview geführt. Darden fing bei der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA als „menschlicher Computer“ an, war aber frustriert von der mangelnden Anerkennung: „Die männlichen Ingenieure forschten, hielten Vorträge, schrieben und publizierten Paper, und sie wurden befördert“, berichtet Darden. „Die Frauen jedoch befolgten die Befehle der Ingenieure. Manchmal wussten sie nicht einmal, woran sie gerade arbeiteten.“ Um dieser Situation zu entkommen, wurde Darden selbst Ingenieurin. Mehr als 40 Jahre arbeitete sie in dieser Tätigkeit bei der NASA, unter anderem am Problem des Überschallflugs und dessen Lärmentwicklung. Das Interview ist ein aufschlussreicher Blick in diese ferne Zeit.


(Titelbild: Comfreak / Pixabay.com)

Author: Dr. Mario Donick

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