Anglo-amerikanische Vordenker

MSR Cambridge entstand vor zehn Jahren als erstes Forschungszentrum des Unternehmens außerhalb der USA. Inzwischen arbeiten hier rund hundert Wissenschaftler sowie Doktoranden und Studenten aus aller Welt. Die Xbox, der Tablet-PC, die .NET-Plattform, Sharepoint-Anwendungen oder auch Windows Vista profitierten von Ergebnissen aus England.

Ein erklärtes Ziel des MSR Cambridge ist die Zusammenarbeit mit europäischen Universitäten. Etwa die Hälfte dieser Gemeinschaftsprojekte beschäftigt sich mit Fragen der Biologie oder Ökologie. Die Informatik sei dabei, eine ähnlich zentrale Bedeutung bei der Erforschung biologischer Prozesse zu bekommen, wie sie die Mathematik für die Physik habe, erklärt Andrew Herbert, der Direktor des MSRC.

Am Anfang stand die Erkenntnis, dass komplexe Systeme ähnliche Verhaltensweisen zeigen - unabhängig davon, ob es sich etwa um biologische Prozesse in Zellen, Organismen oder Populationen handelt oder um die Abläufe in großen Softwaresystemen. Verhaltensweisen solcher Systeme, beispielsweise die Übertragung und Umformung von Informationen, sind in der Informatik gut bekannt und mathematisch genau beschrieben. Die Forscher der „Computational Biology“-Gruppe in Cambridge versuchen nun, Werkzeuge, die bei der Programmierung und Konfiguration von Softwaresystemen helfen, auf Probleme der Biologie anzuwenden.

So entstand aus bekannten Informatik-Konzepten die stochastische Pi-Maschine (SPiM). Der Pi-Kalkulus dient in der Informatik zur Beschreibung paralleler Computersysteme. Die Forscher im SPiM-Projekt arbeiten an einer Programmiersprache, mit der sich durch Modellbildung und Simulation Hypothesen über das Verhalten biologischer Systeme formulieren und überprüfen lassen. Die Informatiker implementierten SPiM unter anderem in F#, einer funktionalen Programmiersprache für .NET, die ebenfalls am MSRC entwickelt wird (siehe Soft-Link).

Der sehr pauschale Begriff der künstlichen Intelligenz sei ein bisschen aus der Mode gekommen, so Herbert. Seine Kollegen widmen sich zwar klassischen KI-Themen wie Mustererkennung, Information Retrieval oder Spieleprogrammierung, hier jedoch unter dem Sammelbegriff maschinelles Lernen. Sie setzen dabei auf statistische Verfahren. So benutzt etwa die „Applied Games“-Gruppe bayesianische Statistik, um Spielsituationen bei dem Brettspiel Go zu analysieren. Bisher gibt es kein Go-Programm, dessen Spielstärke auch nur annähernd an menschliche Spieler heranreicht. Nachdem die Wissenschaftler ihr System mit Daten aus 180 000 Partien zwischen Go-Experten trainierten, kann es einen guten Zug immerhin mit einer Wahrscheinlichkeit von 34 Prozent vorhersagen - gängige Go-Programme schafften bisher nur 25 Prozent.

Neben dieser Grundlagenforschung entwickelte die Gruppe etwa auch das Rankingsystem „TrueSkill“, welches die Stärke eines Spielers aufgrund seiner bisherigen Spielweise einschätzt. TrueSkill ist Teil von Xbox Live und dient dort dazu, Spieler mit einer ähnlichen Spielstärke zusammenzubringen. Das Hauptanliegen des Rankingsystems ist es, die Zahl der zur Einstufung nötigen Spiele zu minimieren. Anders als andere Systeme dieser Art arbeitet TrueSkill mit zwei Werten, einem für die Spielstärke und einem zweiten für den Grad der Wahrscheinlichkeit, dass dieser Stärkewert korrekt ist. Um ein passendes Spielerpaar vorzuschlagen, obwohl für die potenziellen Partner nicht ein Wert, sondern zwei vorliegen, verwendet TrueSkill einen Trick: Das Programm berechnet die Wahrscheinlichkeit, dass eine Partie unentschieden ausgeht - je höher die ist, desto besser passen die Spieler von ihrer Stärke her zueinander.

Ein interdisziplinäres Team beschäftigt sich in Cambridge mit „Socio-Digital Systems“ (SDS). Darunter verstehen die Psychologen, Soziologen, Designer, Informatiker und Ingenieure der Gruppe Geräte für den privaten Bereich, etwa Kommunikationssysteme für Familien oder Hard- und Software zum Archivieren von Erinnerungen in Form von Fotos, Videos, Ton- und Textdokumenten.

Harry Potter lässt grüßen

Einige SDS-Prototypen erinnern an Einrichtungsgegenstände aus den Harry-Potter-Romanen, darunter die „Whereabouts Clock“, die nach Auswertung von Handy-Signalen den aktuellen Aufenthaltsort aller Familienmitglieder anzeigt, oder „Epigraph“, ein Display, an das Vater, Mutter und Kinder von unterwegs Fotos oder persönliche Botschaften für den Rest der Familie schicken. „TimeMill“ ist der Name für eine Art Spiegel mit Gedächtnis. Die eingebaute Kamera nimmt Personen und Szenen auf, die sich vor dem Display des Geräts aufhalten. Das Display gibt - ähnlich wie ein Spiegel - zunächst die jeweils aktuelle Aufnahme wieder. Dreht man an dem großen Rad der TimeMill, so wechselt die Anzeige zu Fotos aus der Vergangenheit. So kann man etwa Szenen vom gemeinsamen Frühstück oder von der Familienfeier mit Onkel und Tante Revue passieren lassen.

Die Wissenschaftler der SDS-Gruppe legen Wert darauf, ihre Schöpfungen im Alltag von Testfamilien erproben zu lassen; das Ziel ihrer Arbeit ist es nicht, möglichst viel Hightech in Küchen und Flure zu bringen - das fertige Produkt soll vielmehr den tatsächlichen Bedürfnissen von Familien entsprechen. So entstanden erstaunlich bodenständige Geräte. „Text2Paper“ beispielsweise schreibt SMS-Nachrich-ten von Familienmitgliedern auf Klarsicht-Etiketten, die in einen herkömmlichen Papierkalender geklebt werden. Die Tests dazu hatten sehr unterschiedliche Vorlieben der Generationen offenbart: Während die Mütter auf die Datenhaltung im Kalender schworen, vergaßen die Kinder oft, ihre Termine zu notieren. Text2Paper erlaubt Jugendlichen, ihr bevorzugtes Kommunikationsgerät, das Handy, zu nutzen um etwa eine SMS „extra Chorprobe Mittwoch 16 Uhr“ nach Hause zu schicken - die Mutter erledigt dann den Rest.

Soft-Link (dwi)