Roboter und Menschen sind keine Konkurrenten
Ein Gespräch mit Daniel Polani, Informatiker an der Medizinischen Universität Lübeck und Leiter des Teams "Lucky Lubeck", das beim RoboCup in der Simulationsliga antritt
Parallel zu den Fußballwettkämpfen der Roboter findet beim RoboCup auch immer ein wissenschaftlicher Workshop statt, auf dem die Erbauer und Programmierer der Mechanokicker ihre Ideen präsentieren. Auch hier gibt es Ehrungen zu gewinnen. Bei der Weltmeisterschaft in Melbourne war es Daniel Polani, dessen Präsentation als beste ausgezeichnet wurde. Polani hat früher mit den Mainz Rolling Brains am RoboCup teilgenommen. Nach dem Wechsel an die Medizinische Universität Lübeck gründete er dort sogleich das neue Team Lucky Lübeck.
Herr Polani, bei den offenen deutschen Meisterschaften des RoboCup, Anfang Juni in Paderborn, haben Sie die Spiele in der Simulationsliga geleitet. Konnten Sie da bestimmte Grundstrategien erkennen oder sind die Ansätze noch sehr vielfältig?
Daniel Polani: Die Fortschritte sind subtiler, die qualitativen Sprünge seltener geworden. Man kann nicht mehr ohne weiteres mit dem Finger auf die entscheidenden Merkmale deuten, die ein Team stark oder schwach machen. Alle sind bei der Planung und Entwicklung ihres Codes sehr viel professioneller geworden und "dumme" Fehler und Strategien kommen eigentlich nicht mehr vor.
Was gab es denn früher für "dumme" Strategien?
Daniel Polani: Es gab Situationen, bei denen ein ganzes Team einfach nur herumstand und den Ball in einer falschen Richtung vermutete. Die Weltmodelle und Synchronisationen stimmten nicht und so weiter. So etwas war bei den German Open nicht mehr zu beobachten. Alle Teams spielten gut. Da haben wir ein neues Niveau erreicht.
Die zweitplatzierten "Karlsruhe Brainstormers" setzen auf das selbstständige Lernen ihrer Agenten während die Spielerprogramme des Siegers "FC Portugal" ihr Fußballwissen direkt von den Programmierern beziehen. Sind das die beiden Pole zwischen denen sich die Simulationsliga bewegt?
Daniel Polani: Das große Ziel der Künstlichen Intelligenz ist natürlich das selbstständige Lernen: Man stellt die Roboter aufs Feld, lässt sie spielen und wenn man zwei Monate später wiederkommt, können sie Fußball spielen. Davon sind wir noch ziemlich weit entfernt. Die "Karlsruhe Brainstormers" gehen einen deutlichen Schritt in diese Richtung, indem sie ihren Spielern nicht mehr jede einzelne Spieltechnik einprogrammieren. Man muss sich aber bewusst sein, dass wir Menschen auch von explizitem kulturellen Wissen profitieren. Wir lernen nicht nur aus eigener Erfahrung, sondern lassen uns vieles auch von anderen zeigen. Die Portugiesen konzentrieren sich derzeit stärker auf diesen Aspekt. Ideal wäre eine Mischung, bei der die Spieler allgemeine Anweisungen des Trainers selbstständig im Detail umsetzen.
Das entspricht ja auch dem menschlichen Lernen: Wir lernen, indem wir spielen, aber unter Anleitung eines erfahrenen Trainers.
Daniel Polani: Genau. Es gibt bei der diesjährigen WM in der Simulationsliga auch eine deutliche Betonung des Trainers oder Coaches, der während des Spiels den Spielern bestimmte, formalisierte Kommandos zurufen kann.
Den Ansatz Ihres eigenen Teams haben Sie mal als eine Art "Rasenschach" bezeichnet. Was kann ein eher statisches Spiel wie Schach dem dynamischen Fußball an Anregungen bieten?
Daniel Polani: Das mit dem Schach war natürlich nur ein Vergleich. Aber Sie haben insofern recht, als unser Weltbild für die Dynamik des Fußballspiels tatsächlich noch zu statisch ist. Daran müssen wir noch arbeiten. Die Idee unseres Ansatzes ist es, Stellungen zu bewerten und in unserem Sinne zu optimieren.
Die Bewertung einer Stellung ist schon beim Schach nicht einfach. Beim Fußball dagegen haben Sie mehr Unschärfen und weniger Zeit. Wie gehen Sie damit um?
Daniel Polani: Diese Schwierigkeiten machen genau den Reiz aus, das Konzept auf die anders geartete Situation zu übertragen. Hinzu kommt, dass Sie beim Fußball keinen Über-Spieler haben, der die Figuren lenkt. Um noch einmal den Vergleich zum Schach zu bemühen: Es ist so, als würden Dame, Turm und Bauern alle ihre eigenen Entscheidungen treffen und sich untereinander abstimmen.
Wie entsteht koordinierte, kollektive Aktion ohne zentrale Steuerung?
Daniel Polani: Das ist eine hochgradig nicht-triviale Frage. Wenn ich die jetzt kurz beantworten könnte, könnten wir das gesamte Forschungsfeld abhaken. Es gibt verschiedene Ansätze: Zunächst einmal können die Spieler sich untereinander verständigen. Bei der Simulationsliga gibt es hierfür einen Kommunikationskanal mit beschränkter Bandbreite. Bei den Hardware-Ligen ist der Kanal sogar unbeschränkt, das heißt, die Roboter können sich im Prinzip alles mitteilen, was sie sehen. Das wird zuweilen mit einer Gruppe Bergsteiger verglichen, die im Nebel einen Berg hochklettern und sich dabei über Funk verständigen. Auf ähnliche Weise versuchen die Roboter, sich gemeinsam ein Bild von der jeweiligen Situation auf dem Spielfeld zu machen.
Schwieriger ist das gemeinsame Handeln. Es ist nicht immer einfach zu entscheiden, welcher Spieler etwa zum Ball gehen soll. Da kann es passieren, dass keiner geht - oder mehrere gleichzeitig, was wiederum eine Verschwendung von Ressourcen ist.
Menschen rufen sich beim Fußball auch etwas zu. Aber die Koordination ihrer Handlungen kommt doch eher dadurch zustande, dass sie eine gemeinsame Strategie jeweils individuell umsetzen.
Daniel Polani: Schauen Sie sich dagegen den American Football an. Da hat der Quarterback, der Spielemacher, eine enorme Kontrolle über das Spiel, indem er komplette, zuvor abgesprochene Spielzüge vorgibt. Beim RoboCup versuchen wir, solche Spielzüge zu formalisieren und in Computerprogramme zu gießen. Genau das macht die Schwierigkeit aus, denn es handelt sich beim Menschen ja um ein sehr intuitives, eher indirekt verfügbares Wissen.
Hier hat in den Forschungen zur Künstlichen Intelligenz in den letzten Jahren ein Paradigmenwechsel stattgefunden. Früher haben wir uns stärker mit dem deklarativen Wissen beschäftigt, dem abfragbaren "Vokabelwissen". Heute interessieren wir uns mehr für das Handlungswissen, das schwer in Worte zu fassen ist.
Für Ihr Team "Lucky Lubeck" ist der große Turniererfolg beim RoboCup bislang ausgeblieben. Nun werden Sie zunächst versuchen, Ihren Ansatz zu verbessern. Wann ist der Punkt erreicht, an dem Sie über ein komplett neues System nachdenken müssen?
Daniel Polani: Das Ende der Fahnenstange ist bei uns definitiv noch nicht erreicht. Es mangelt derzeit auch weniger an Ideen als an der Manpower. Unser Team existiert noch nicht lange, für die Studenten an der hiesigen Universität ist das RoboCup-Szenario noch relativ neu. Im Moment besteht unser Team aus vier Leuten.
Bleiben die Teilnehmer in der Simulationsliga beim RoboCup eher unter sich oder gibt es einen Austausch mit den anderen Ligen?
Daniel Polani: Das Interesse an einem Austausch ist da. Einige Universitäten, etwa die Uni Ulm oder die Humboldt Universität, haben ja auch Teams sowohl in der Simulationsliga als auch in einer Hardwareliga. Das Problem ist allerdings, dass die Fähigkeiten von Hardware und Software noch ziemlich weit auseinander liegen. Am ehesten gibt es Berührungspunkte mit der Small Size League. Deren Spielfeld ist jedoch sehr klein. Wenn wir das änderten, könnte der Austausch zwischen Simulation und Small Size sehr interessant werden.
Bis zum Fernziel des RoboCup, in 50 Jahren den menschlichen Fußballweltmeister zu schlagen, müssen noch ganz andere Schwierigkeiten bewältigt werden. Welches sind Ihrer Meinung nach die größten?
Daniel Polani: Es gibt drei große Probleme, die wir in den Griff bekommen müssen. Das eine ist die Hardware. Biologische Systeme haben ein unglaublich optimiertes Muskelsystem. Im Vergleich dazu sind Elektromotoren sehr umständliche Geräte. Mit Ihren Muskeln können Sie von rohen Eiern bis zu schweren Koffern alles Mögliche heben und bewegen. Machen Sie das mal mit einem Elektromotor. Hier brauchen wir also möglicherweise völlig neue Technologien. Am Massachussetts Institute of Technology wird zum Beispiel schon zu künstlichen Muskeln geforscht.
Das zweite Problem betrifft die Stromversorgung. Das halte ich nicht für ganz so gravierend, da wird sich wahrscheinlich mit Brennstoffzellen oder anderen, chemisch orientierten Energiequellen etwas machen lassen. Die Akkumulatoren von heute sind für die Steuerung eines ausgewachsenen humanoiden Roboters wohl eher untauglich.
Und drittens müssen wir geeignete Software entwickeln. Da liegt die größte Schwierigkeit in der Adaptivität. Ein Roboter muss in der Lage sein, sich selbstständig auf unterschiedliche Boden- und Lichtverhältnisse einzustellen.
Wenn heute der P 3, der humanoide Roboter von Honda, eine Treppe hoch läuft, ist die Stufenhöhe zuvor millimetergenau eingegeben worden.
Daniel Polani: Durchaus wahrscheinlich. Das war bei dem Sieg eines Computers über den amtierenden Schachweltmeister übrigens ähnlich. "Deep Blue" hat Kasparow ja letztlich mit brutaler Kraft, im wesentlichen mit reiner Rechenkapazität geschlagen. Natürlich gab es clevere Bewertungsalgorithmen, die Daten wurden gut vorverarbeitet und gespeichert. Aber was dem Programm fehlte, war die Adaptivität. Es bot keine prinzipielle Lösung, die sich auf andere Strategiespiele hätte übertragen lassen. Aus der Perspektive der Künstlichen Intelligenz ist keine neue Technologie dabei herausgekommen.
Werden die Roboter des Jahres 2050 noch mit Siliziumprozessoren gesteuert werden? Oder könnten sich bis dahin organische Transistoren oder sogar Quantencomputer durchgesetzt haben?
Daniel Polani: Bei Quantencomputern wage ich lieber keine Prognose, obwohl das ein sehr attraktives Forschungsfeld ist. Man wird dafür völlig neue Denkweisen entwickeln müssen wenn sie denn überhaupt skalierbar sind, also in beliebigen Größen gebaut werden können. Je größer die Quantensysteme konstruiert werden, desto mehr neigen sie ja dazu, klassisch zu werden. Aber dass Siliziumprozessoren durch eine andere Technologie ersetzt werden, halte ich für sehr wahrscheinlich.
Fußball ist ein Spiel, das man mit kühler Logik allein nicht meistern kann, sondern bei dem auch Emotionen eine wichtige Rolle spielen, emotionale Intelligenz, wenn Sie so wollen. Lässt sich so etwas in der Software berücksichtigen?
Daniel Polani: Die Frage ist: Wollen wir das überhaupt? Unsere Spieler haben kein Ego - und das ist gut so. Es ist ja das Ego, das einen Stürmer dazu bringt, selbst aufs Tor zu schießen, obwohl ein Mitspieler viel günstiger steht. Das wird unseren Softwareagenten nicht passieren, sie müssen sich nichts selbst beweisen.
Das ist die negative Seite der Emotionen. Aber was ist mit dem Gespür für aussichtsreiche Situationen, dem "Torinstinkt", den manche Spieler mitbringen?
Daniel Polani: Das ist genau der Punkt, den ich im Zusammenhang mit Schach erwähnt habe. Es geht nicht darum, alle möglichen Varianten stur durchzurechnen, sondern eine Stellung, eine Situation wirklich zu verstehen. Wie kommt es, dass ein Schachspieler eine bestimmte Anordnung der Figuren als schön empfindet? Das ist eine der Fragen, die wir auch für die Künstliche Intelligenz als zentral erkannt haben.
Der Bolzplatz ist auch eine Schule des Lebens, in der grundlegende Fertigkeiten wie Angriff, Verteidigung, kollektive Aktion eingeübt werden. In gewisser Weise wird hier das Erbe des Urmenschen lebendig. Wie menschlich sind dann Roboter, die uns im Fußball ebenbürtig sind?
Daniel Polani: Dazu müssten wir erst einmal definieren, was den Menschen ausmacht. Ist es das Tier, das seine Großmutter kennt? Ist Mister Spock, der sich durch nichts aus der Ruhe bringen lässt, noch menschlich? Es ist aber auch gar nicht unser Ziel, die Roboter menschlich zu machen. Wir wollen, dass sie sich in einer schwierigen Umgebung zurechtfinden, wie ein Hund oder eine Katze.
Für wie berechtigt halten Sie Ängste, die in Filmen wie "Terminator" zum Ausdruck kommen? Werden Roboter zu einer eigenen Spezies mit womöglich unerwünschten Eigenschaften, die wir dann nicht mehr abstellen können?
Daniel Polani: Wenn es uns gelingt, diese Fußball-Roboter zu konstruieren, können wir nicht davon ausgehen, dass sie nur Eigenschaften entwickeln, die von uns gewünscht sind. Wir können vielleicht ausschließen, dass sie Aggressionen entwickeln und Menschen angreifen, entsprechend den Robotergesetzen von Isaac Asimow. Aber eine Garantie dafür gibt es natürlich nicht.
Zum anderen muss man aber auch sehen, dass in der natürlichen Evolution Aggression eigentlich typischerweise aus einem Ressourcenproblem resultiert. Sie dient ja dazu, jemanden zu verdrängen, der einem eine bestimmte Ressource streitig machen will. Da Menschen und Roboter auf sehr unterschiedliche Ressourcen zugreifen, die zum Teil sogar erst durch den Menschen zur Verfügung gestellt werden, sehe ich eigentlich nicht viel Gelegenheit für Konflikte. Roboter und Menschen sind keine direkten Konkurrenten. Ich glaube allerdings ohnehin nicht, dass es auf Dauer Menschen und Roboter geben wird. Vielmehr werden die Menschen nach und nach zu Cyborgs mutieren.
Könnte dieser Prozess, wenn er schnell genug verläuft, das Fernziel des RoboCup in Frage stellen, weil bis zum Jahr 2050 Menschen und Roboter ununterscheidbar geworden sind?
Daniel Polani: Das ist eine sehr schöne Frage, geradezu ketzerisch! Aber... ja, wahrscheinlich kommt es genau so, wie Sie es sagen. Möglich ist es auf jeden Fall.
- Re: Isaak Asimov & Stanislaw Lem (24.9.2001 14:38)
- Re: Roboter und Menschen sind keine Konkurrenten...noch nicht... (4.8.2001 0:32)
- Roboter und Menschen sind keine Konkurrenten...noch nicht... (31.7.2001 23:10)
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