Künstliche Selektion

Der Entwurf von Antennen ist noch immer eine Art Geheimlehre, sagt Jason Lohn, der am Ames Research Center der US-Raumfahrtbehörde Nasa arbeitet. "Das Gebiet ist ziemlich verrückt. Man lernt im Wesentlichen durch Versuch und Irrtum." Warum sollte man Versuch und Irrtum also nicht einfach automatisieren und die Natur -- in diesem Fall evolutionäre Algorithmen -- die Arbeit machen lassen? Auch wenn die Resultate manchmal etwas unheimlich aussehen.

Lohn ist davon überzeugt, dass mindestens eine der Antennen, die sein Team entwickelt hat, noch in diesem Jahr ihren ersten Weltraumflug antreten wird. Die Antennen sollen an Miniatursatelliten getestet werden. Sein Favorit erinnert an einen kleinen Korkenzieher und hat keinerlei Ähnlichkeit mit irgendetwas, das ein normaler Ingenieur freiwillig konstruieren würde.

Die Idee zu den evolutionären Algorithmen kam John Holland in den 60er Jahren, nachdem er ein Buch über die "mathematische Theorie der Fortpflanzung" gelesen hatte. In der sexuellen Fortpflanzung bringt die Vermischung von Genen der Eltern kombiniert mit zufälligen Mutationen Organismen mit neuen Eigenschaften hervor. Die fähigsten dieser Nachkommen können ihre Gene wiederum am besten an ihre Nachkommen weitergeben. Evolutionäre Algorithmen funktionieren ganz ähnlich.

Mittlerweile wird die Technik sogar dazu eingesetzt, Kreditkartenbetrügern auf die Schliche zu kommen: Das New Yorker Unternehmen Searchspace verkauft Programme, die nach abweichenden Mustern in Kontodaten suchen. Das Programm springt auf Muster an, die bestimmten Regeln gehorchen, etwa mehrere Abbuchungen von einem Konto in einem Laden über einen Tag verteilt, bewertet aber auch eine Reihe zusätzlicher Faktoren wie etwa das bisherige Käuferverhalten.

Der Stanford-Professor für Biomedizinische Informatik, John Koza, ein weiterer Schüler von Holland, forscht an einem nahe verwandten Feld, der genetischen Programmierung. Die Entdeckungen, die Kozas Programme mittlerweile hervorgebracht haben, reichen von neuen Methoden zur Sortierung von Proteinen bis zu Entwürfen für integrierte Schaltungen. Zwei dieser Reglerschaltungen waren so originell, dass Koza und seine Kollegen sie zum Patent anmeldeten, aber das Verfahren wirft philosophische Fragen auf: Wenn etwas ohne menschliches Zutun erfunden worden ist, wer ist dann der Erfinder? Und wenn die Erfindung funktioniert, spielt es dann eine Rolle, dass wir nicht wissen, wie?

(Zusammenfassung aus Technology Review Nr. 4/2005; das Heft mit dem vollständigen Artikel können Sie hier bestellen) (wst)