Der Anschluss ans Gehirn

Das fünfte Paderborner Podium zum Thema "Computer, Gehirn und Bewusstsein"

Das diesjährige fünfte Paderborner Podium, veranstaltet vom Heinz Nixdof Museumsforum, beschäftigte sich mit der Verbindung von Robotik, Künstlicher Intelligenz und Gehirnforschung. Zugleich bildete es den Auftakt zu einer Sonderausstellung mit dem Titel Computer.Gehirn. In einer illustren internationalen Besetzung wurden Fragen der direkten Kopplung von Gehirn und Computer (oder Internet), der neurophysiologischen Eigenart jedes Gehirns, die diese Kopplung erschweren kann, und der allgemeinen ethischen Bewertung diskutiert.

Coco, das neueste Projekt des Labors von Rodney Brook, kann seine Umwelt erkunden

Können die Roboter eines Tages wirkliche Bewusstseinsinhalte, sprich Gedanken und Emotionen hervorbringen, die über die bloße Simulation hinausgehen? Schwärmten besonders die amerikanischen Referenten von der Beschleunigungsrate technologischer Entwicklungen, die irgendwann alles möglich werden lasse, bekamen die anderen während ihrer Beschäftigung mit dem Thema Gehirn umso mehr Respekt vor der komplexen Realität dieses Organs, die technisch bisher uneinholbar sei. Nur am Rande tauchte die Bemerkung auf, dass die Künstliche Intelligenz ja gar nicht an menschliche Gehirn- und Denk-Modelle gebunden sein müsse.

Das Paderborner Podium hatte sich zum Ziel gesetzt, Visionen über die posthumane Zukunft einem breiteren Publikum zu präsentieren, und ritt damit mit auf einer Symposiumswelle, die seit der "posthumanen Wende" im bundesdeutschen Feuilleton über dieses Land schwappt. Der thematische Schwerpunkt war diesmal ausgerichtet auf Fragen des Gehirns, als Zentrum der ureigensten menschlichen Fähigkeiten von Bewusstsein und Emotion.

Dass es zu einer Invasion in "das letzte Naturreservat" kommen wird, wie Stanislaw Lem es vor Jahren bezeichnet hat, war allerdings einhellige Meinung. Strittig war die Abschätzung des technischen Erfolgs, inwieweit Gehirnprozesse sowohl verstanden als auch manipuliert und gar künstliche Intelligenz-Prozesse erzeugt werden können. Amerikanische Forscher wie Marvin Minsky fabulieren schon länger - so auf der legendären "Cyberspace"-Ars Electronica von 1990 - über die Implantation von Neurochips, die Denkprozesse beschleunigen und Gedächtnisfunktionen optimieren sollen. Der Veranstaltung gelang es, ein differenziertes Bild dieser Problematik zu zeichnen und einen Mittelweg zwischen der reinen technologischen Spekulation und der rein fachwissenschaftlichen Kritik zu finden.

Eingeladen waren die Robotik-Experten Rodney A. Brooks, Fumio Hara und Helge Ritter, mal wieder - via Video - der Technikerfinder Ray Kurzweil, der Gehirnforscher Wolf Singer und der Philosoph Thomas Metzinger. Die abschließende Podiumsdiskussion wurde kompetent von dem Gehirnforscher Andreas K. Engel moderiert.

Emotional computing

Rodney A. Brooks vom AI-Labor am M.I.T. wurde für seinen "Bottom up"-Ansatz in der KI-Forschung bekannt, der nicht auf die vorschreibende umfassende Programmierung "von oben" ("Top down"), sondern auf selbstlernende Maschinen setzt und sich am Insektenmodell orientiert. Doch es ging ihm nicht um Aspekte der Intelligenz, sondern um den der Kommunikation. Als Handikap für die Forschung betrachtete er den Umstand, dass Roboter keine sensorische Erfassung ihrer Umwelt hätten und folglich nicht mit dieser interagieren könnten. Im Katalog führt er seine zentralen Ideen an, die die Wichtigkeit des Kommmunikationsaspektes betonen:

Kismet

Das Projekt KISMET am AI-Labor allerdings, das er während seines Vortrages vorführte, erfüllt diese Kriterien nur bedingt. Es handelt sich hierbei um einen Roboterkopf, dessen "Gesicht" aus beweglichen Einzelteilen besteht und Emotionen "ausdrücken" kann. Vor einiger Zeit ging das Projekt durch die Medien; der Kopf hat Ähnlichkeit mit einem freundlichen Gremlin.

Das Projekt war angekündigt unter der Rubrik "emotional computing" (genauso wie die Forschung von Fumio Hara), aber das ist eigentlich eine Irreführung. Das System verfügt natürlich über keine irgendwie gearteten Gefühle, sondern es erkennt Gesten eines menschlichen Gegenüber in der Kommunikation und kann darauf reagieren. Es versteht keine Worte; insofern ist es auf demselben Stand, wenn auch technisch ausgereifter, wie das berühmte ELIZA-Programm von Weizenbaum aus den Sechzigern und suggeriert nur ein Verstehen.

Viele Leute, die "Kontakt" haben mit dem KISMET-Kopf, behandeln ihn wie einen Kommunikationspartner. Er kann mit den Augen kommunizieren, seine Ohren bewegen und mit unterschiedlich betonter Stimme sprechen. Die Menschen geben den Gesten von sich aus Bedeutung, so dass sie anfangen zu glauben, in einer echten interaktiven Situation zu sein. In den Roboter, in die Bewegungen seiner Maske werden emotionale Bedeutungen hineinprojiziert. Dieses emotional computing, das besonders ein Trend in Japan ist, bezieht sich also (vorläufig) nicht auf das engineering von Gefühlszuständen, sondern auf das Zusammenführen von Robotertechnologien, um einen emotionalen Effekt beim Benutzer zu erzielen. Doch warum werden solche humanoiden Roboter gebaut? Hintergrund dieser Forschung ist, dass beispielsweise für das Dienstleistungsgewerbe Roboter gebraucht werden, die in der sozialen Interaktion akzeptiert werden, die eine glaubwürdige visuelle Aufmerksamkeit vermitteln und ein "normales", der Interaktion angemessenes Verhalten zeigen.

Dass das emotional computing eine weitere Dimension hat, auf die das Brooks-Zitat schon hindeutet, fassen Andreas K. Engel und Wolf Singer in ihrem Katalogtext zusammen:

Gesichtsroboter Mark II, entwickelt von Prof. Fumio Hara, Science University Tokyo (Foto: Katsumi Yanagiya, Montage: Imsol.com KG/HNF)

Eine "kalte" abstrakte Intelligenz den Maschinen einzutrichtern zu wollen, kann sich also als Irrweg der KI-Forschung erweisen. Emotionen seien ein wichtiges Produkt interner neuronaler "Systeme", die so Aktivitäten von Lernvorgängen und Erwartungshaltungen anstoßen, die wiederum dazu dienen, gezielt die Umwelt "abzufragen" und Problemlösungen voranzutreiben. Der menschliche Wahrnehmungsapparat ist für die Entstehung von Intelligenz unabdingbar. In der Ausstellung werden denn auch ausführlich die Leistungsfähigkeiten der menschlichen Sinne dokumentiert: sehen, fühlen, riechen, hören, die bisher für Maschinen nur ansatzweise realisiert worden sind. Eine echte KI war für alle Beteiligten wenn überhaupt, dann nur als Teil einer "situierten Mensch-Maschine-Kommunikation" vorstellbar, zu der eine Sensorik, das Verstehen von Sprache und das Erkennen von Gesichtern gehört.

Helge Ritter von der Universität Bielefeld beschrieb aus seiner Sicht die Evolution der KI. Bisher sei die Entwicklung sehr kopflastig und "laborgetrieben" gewesen. Nachdem die Maschinen Erfolge gehabt hätten bei der Übernahme abstrakter (menschlicher) Denkleistungen - etwa beim Schachspiel oder dem Beweisen von mathematischen Theoremen -, vollzögen sie jetzt den "umgekehrten Weg" der Evolution. Ist die Mathematik ein relativ junges Produkt der Kulturgeschichte, dessen Entstehung vielleicht fünftausend Jahre zurückläge, so näherten sich die Maschinen sehr langsam der Fähigkeit des Sehens an, das in der biologischen Evolution vor dreihundert Millionen Jahren entwickelt worden sei. Um sich im Raum besser orientieren zu können, müssten die Roboter sich ein wenig dem menschlichen Körperbau annähern. Die Phänomene der Evolution mit Auslese, Konkurrenzkampf und Überlebensnischen will er auf die Welt der Roboter und KI-Systeme übertragen. Das Internet und andere virtuelle "Biotope" sieht Ritter als idealen Platz für die beschleunigte Roboterevolution von Denkfähigkeiten, so dass eine andere Intelligenz dort entstehen könne.

Rodney Brooks ist sich darüber im klaren, dass der KISMET-Roboter nicht gefühlsecht ist, aber überzeugt davon, dass die Maschinen eines Tages lebendige Wesen würden. Darüber hinaus werde die Menschheit in Zukunft mit diesen verschmelzen, da immer mehr Technologien in den Körper eingeführt werden. Aber diese Mensch-Maschine-Verbindungen - "Wir werden unsere Maschinen sein" - würden den Maschinen immer etwas voraus haben. Also keine maschinelle Weltherrschaft à la Moravec und Kurzweil? Die allgemeine, aus posthumanen Diskussionen bekannte Frage nach der Ablösung der menschlichen Spezies ging dann im weiteren Verlauf der Diskussion doch unter.

Die Gehirn/Maschine-Schnittstelle

Die Cochlea-Implantate, die heute schon tausendfach bei Hörgeschädigten eingesetzt werden, wurden von den Technikoptimisten und den Pessimisten auf dem Podium gleichermaßen als technische Errungenschaft anerkannt. Für Rodney A. Brooks sind sie jedoch nur der Anfang. Die Neuron-Silizium-Verbindungen seien heutzutage schon in der Experimentierphase. Die Tendenz, Technologien ins Gehirn zu integrieren, sei unübersehbar. Vorerst gäbe es relativ einfache Fortschritte als Hilfen für Kranke, doch obwohl niemand die konkreten Szenarios vorhersehen könne, glaubt Brooks, dass es den direkten Anschluss ans Gehirn für Videostreaming und Internet geben wird. Das könne man sich so vorstellen wie in dem Film "Being John Malkovich", setzte Ray Kurzweil hinzu: kleine Nanobots werden ins Gehirn einschleust, und dann werden man in der Lage sein, sich über das Internet in die Bewusstseinserlebnisse anderer Leute einzuklinken.

Einige Fragen standen nun im Raum: Ist das Gehirn wirklich nur eine Art "biologische Maschine", die Informationen verarbeitet und deren Kapazität technisch erreicht werden kann? Und spezifischer: Wird es eine Echtzeitanalyse von Gehirnprozessen für die Gehirn-Maschine-Schnittstellen wirklich geben können? Brooks hatte in seiner Diskussionsbeitrag die Wirkungsweise einer solchen Schnittstelle beschrieben: Man denke über etwas nach, und die Antwort des technischen Systems werde in einer mentalen Repräsentation erscheinen, vermutlich aber nicht über die komplexen visuellen Sinne.

Am Eingang der Ausstellung begrüßt Tron-X die Besucher (Foto:FESTO)

Es lag an Wolf Singer vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung, solche optimistischen Visionen vom Standpunkt der alltäglichen neurologischen Praxis zu kritisieren. Bevor man diese Nanobots bauen könne, müsse man erst einmal über Werkzeuge verfügen, mit deren Hilfe man den Code der Neuronen überhaupt analysieren kann, an die die Bots anschließen sollen. Das Gehirn sei ein Beispiel für den Prozess der Selbstorganisation, wobei jedes Gehirn seine eigene Strategie der Repräsentation von Inhalten vor den Augen der Forscher verberge. Möglicherweise könne man einzelne Erfolge bei der Verbindung von biologischen und technischen Systemen erzielen. Singer sieht das Cochlea-Implantat auch als Erfolg und akzeptiert das von Brooks vorgebrachte Argument der Adaptionsfähigkeit des Gehirns. Schwieriger sei aber, nonlineare Systeme wie den Cortex-Bereich, der fürs Sehen zuständig ist, zu beeinflussen. Wenn man bestimmte Aktivitätsmuster in das Gehirn einleite, sei es heute nicht möglich, exakt zu erfassen, was dieses dann damit anstellt, da es ein extrem verteiltes System sei.

In seinem Vortrag beschäftigte er sich mit der Frage, wie man Bewusstsein überhaupt wissenschaftlich beschreiben könne. Die Qualität des Bewusstseins müsse durch einen komplexen "Gehirn-Algorithmus" erzeugt werden, der völlig im Dunkeln liegt. Er gebrauchte den Begriff des "Ensemble-Coding", um eine weitere Funktionsweise des Gehirns zu verdeutlichen, die einem technischen Zugriff entgegensteht. Um beispielsweise während des Sprechvorgangs ein Wort zu erzeugen, käme es zu einer "Orchestrierung" von verteilten Neuronenmustern in verschiedenen Gehirnarealen. In unterschiedlichen Kontexten könnten Neuronen aber zu verschiedenen Zeiten verschiedene Inhalte tragen. Singer sprach von der "Phasensynchronizität" verschiedener Neuronengruppen. Das Gehirn erzeuge in dem Prozess der Selbstorganisation vorübergehend stabilisierte "dynamische Zustände", die mit einem Wahrnehmungsakt in Zusammenhang stehen und dann wieder "zusammenbrechen". Bewusstsein würde als Effekt solcher Aktivitäten "auftauchen". Noch fehle es an Techniken, um derartige neuronale Wechselwirkungen begreifen zu können.

Helge Ritter antwortete darauf, dass gerade aufgrund dieser Adaptionsfähigkeit das Gehirn solche Schnittstellen unterstützen würde, ohne dass deren Funktionieren bekannt sein muss:

Damit brachte er die Möglichkeit auf den Punkt, dass sich unabhängig vom biologischen Substrat Intelligenzfähigkeiten entwickeln lassen. Die virtuell erzeugten Kognitionsmodelle sollen dann auf reale Roboter übertragbar sein.

Die Leiden des jungen Roboters?

In der Ausstellung

Wenn man die Frage nach der zeitlichen Perspektive einer solche technischen Realisierung beiseite lässt, stellt sich die philosophische Frage nach den Auswirkungen auf das menschliche Selbstbild. Diese Frage wurde in gewisser Weise umgedreht, nachdem der Philosoph Thomas Metzinger vorschlug, den moralischen Diskurs auch auf Maschinen auszuweiten. Er versuchte eine Diskussion "auf Vorrat" zu führen, wenn es eines Tages doch möglich sein sollte, künstliche Systeme mit einem "bewussten Selbst-Modell" zu bauen.

Etwas selbstgefällig präsentierte er seine Idee des schwammig bleibenden "Metzinger-Tests" (ein künstliches Bewusstsein ist dann als solches akzeptabel, wenn es so mit sich selbst beschäftigt ist, dass es mit den Menschen in Kontakt tritt, um darüber zu reden) als Weiterführung des berühmten Turing-Tests. Sein Argument jedoch, warum man es dann nicht tun sollte, nämlich, um den Maschinen das Leiden zu ersparen (?!), dass Bewusstsein nun mal mit sich brächte, vor allem das Leiden an der eigenen technischen Nicht-Perfektion, wirkte dann doch etwas verquast. Helge Ritter hatte zumindest die Lacher auf seiner Seite, als er meinte, dass die menschliche Verfassung mit ihrer begrenzten Lebenserwartung und dem Bewusstsein davon auch nicht durch einen Ethik-Rat abgesegnet worden wäre.

Die Ausstellung "Gehirn.Computer" ist noch bis zum 2. März 2002 zu sehen. Texte der Diskutanten und eine gute Einführung in den Themenkomplex sind im Ausstellungskatalog enthalten.

http://www.heise.de/tp/artikel/11/11074/1.html