IBM will das Gehirn nachbauen

Die Idee, das menschliche Gehirn durch Maschinen zu simulieren, beflügelt Wissenschaftler schon seit Jahrzehnten – doch bei den Versuchen, damit auch künstliche Intelligenz zu schaffen, ist bislang nicht viel herausgekommen. Zwar ist der derzeit wohl "intelligenteste" humanoide Roboter ASIMO motorisch und sensorisch durchaus in der Lage, als Servicekraft zu fungieren oder Bewegungen eines Orchesterdirigenten nachzuahmen, ein Bewusstsein zur aktiven und vor allem freien Interaktion mit der Umwelt fehlt ihm aber weiterhin. Auch mit der sogenannten künstlichen Intelligenz (KI) in Computerspielen ist es noch nicht weit her: Sie beschränkt sich auf klar definierte Bereiche, Funktionen und Handlungen, etwa um in einem Shooter den computergesteuerten Gegner "intelligent" handeln zu lassen, ihn zum Beispiel aus einer gesicherten Deckung gezielt schießen zu lassen.

Handelt es sich um einen Spielraum mit einer finiten Anzahl von Elementen und klaren Regeln, kann KI dem Menschen aber heute schon durchaus überlegen sein: Bei den Brettspielen Dame und Schach etwa hat der Mensch inzwischen keine Chance mehr gegen einen Computer. Anders sieht es allerdings beim asiatischen Brettspiel Go aus, für das noch kein Programm entwickelt wurde, das einem fortgeschrittenen Spieler die Stirn bieten könnte. Was vor allem daran liegt, dass beim Go intelligente Strategien angewendet werden müssen, um nach der Analyse einzelner Teilprobleme die Ergebnisse zu einer "Gesamtsicht" zu verknüpfen. Während es beim Schach um das Schlagen von Figuren geht und sich Handlungen direkt in Punktwerten ausdrücken lassen, geht es beim Go darum, Gebiete auf dem Brett zu beherrschen und dem Gegner Freiheiten bei der Spielentwicklung zu nehmen.

Bis zur Konstruktion eines humanoiden Roboters, der Go spielen und einen Menschen im Rang eines 4. Dan besiegen kann, wird es wohl noch ein bisschen dauern – in den USA arbeitet IBM gemeinsam mit fünf Universitäten aber schon einmal daran, einem künstlichen Gehirn Eigenschaften wie Empfindung, Wahrnehmung, Handeln, Interaktion und Erkenntnis beizubringen. Im Rahmen des Programms "Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics" (SyNAPSE) des Forschungsarms des US-Verteidigungsministeriums (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) will IBM mit seinen Uni-Partnern ein System kreieren, das in Anlehnung an das menschliche Gehirn in der Lage ist, kognitive Fähigkeiten zu entwickeln. Für das C2S2-System (Cognitive Computing via Synaptronics and Supercomputing) stellt die DARPA zunächst 4,9 Millionen Dollar zur Verfügung.

Gebaut werden soll ein "bewusst denkender" Computer, der aufgebaut ist wie ein menschliches Gehirn, bestehend aus zig Millionen von (virtuellen) Neuronen, die über (simulierte) Synapsen miteinander verbunden sind. "Das Problem ist, dass wir eigentlich keine genaue Definition davon haben, was Bewusstsein eigentlich ist", erklärt Dharmendra Modha, Leiter des Bereichs "Cognitive Computing" bei IBM Research. "Das Gehirn hat aber die Fähigkeit, aus den Informationen einer Vielzahl von Sensoren mühelos Kategorien wie Zeit oder Raum zu bilden und dabei auch Abhängigkeiten zu berücksichtigen." Dieser Sachverhalt lässt Modha zufolge den Schluss zu, dass Bewusstsein ein Resultat des Nervensystems, des Gehirns (der sogenannten Wetware) als Ganzes sein muss. "Cognitive Computing", sagt Modha, "ist unser Ansatz, ein Bewusstsein zu konstruieren, indem wir das Gehirn rekonstruieren."

Vorteile gegenüber früheren Ansätzen sieht der IBM-Wissenschaftler insbesondere darin, dass es in den Neurowissenschaften zuletzt bedeutende Fortschritte hinsichtlich des Verständnisses gegeben habe, wie das Gehirn in bestimmten Teilbereichen funktioniert und Informationen verarbeitet. Auch seien inzwischen ausreichend Supercomputing-Kapazitäten vorhanden, um die enorme Rechenleistung eines menschlichen Gehirns mit seinen schätzungsweise 100 Milliarden Nervenzellen und 100 Billionen Synapsen zumindest teilweise zu simulieren. Ein wichtiger Bestandteil der Forschungen in den kommenden Monaten soll zudem sein, die erstaunliche Energieeffizienz des Gehirns zu "kopieren". Hier helfen Modha zufolge Fertigungstechniken aus der Nanotechnologie, die den Bau winziger Netzstrukturen erlauben. An dem Projekt sind außer IBM die Universitäten von Stanford, Wisconsin, und Cornell, das Columbia University Medical Center und die University of California-Merced beteiligt. (pmz)