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Denken mit dem Körper

Ein gesunder Geist in einem gesundem Körper – die Älteren bringen den Satz wohl vor allem mit dem Lateinunterricht in Verbindung. Doch zukünftig könnte man ihn auch im Matheunterricht hören. Am Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig trafen sich jetzt etwa hundert Wissenschaftler, um die mathematischen Grundlagen verkörperter Intelligenz zu diskutieren.

Die Forschungsgruppe Informationstheorie kognitiver Systeme hatte eine bunte, aber offenbar sehr reaktive Mischung von Forschern versammelt. Die Biologen, Informatiker, Philosophen und Mathematiker verstanden sich jedenfalls prächtig und diskutierten drei Tage lang lebhaft und gut gelaunt. Er habe schon lange nicht mehr so viele Anregungen von einer Tagung mit nach Hause genommen, sagte ein Teilnehmer am Ende der Veranstaltung.

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Die Idee, dass Intelligenz aus dem Zusammenspiel von Gehirn, Körper und der äußeren Umgebung erwächst, setzte sich im Verlauf der letzten 30 Jahre mehr und mehr durch. Insbesondere für die künstliche Intelligenz und Robotik hat sie sich als sehr fruchtbar erwiesen, etwa bei der Konstruktion von Laufmaschinen: Statt die Position und Ausrichtung jedes Gelenks zentral zu kontrollieren, können viele Bewegungen auch der Mechanik überlassen werden. Auch der Mensch verlässt sich beim Gehen ja darauf, dass das Bein in der Schwungphase von selbst in die richtige Position pendelt.

Die Hand als Werkzeug des Geistes, Sensor und Aktuator zugleich, stand im Mittelpunkt des Vortrags von Helge Ritter (Universität Bielefeld).

(Bild: Hans-Arthur Marsiske)

Aber was genau bedeutet es, dass Intelligenz einen Körper braucht? Lässt sich das formalisieren und quantifizieren? Der zentrale Ansatzpunkt dafür ist die Sensor-Motor-Schleife. Kaum ein Vortrag, der sie nicht erwähnte. Sensor und Motor sind aus der Sicht der künstlichen Intelligenz die Minimalausstattung des Körpers. Sie erst erlauben es einem intelligenten Agenten, mit seiner Umwelt in Kontakt zu treten.

Dabei reichen schon einfachste Mittel, um intelligentes Verhalten entstehen zu lassen. So berichtete Kevin O'Regan, der am Pariser Centre National de Recherche Scientifique forscht, von Experimenten mit einem Agenten, bestehend aus einem einfachen Lichtdetektor, der mit einer Feder verbunden ist und sich nur eindimensional entlang einer Linie bewegen kann. Ohne jegliche Information über seinen eigenen Körper, seine Position im Raum und die Umwelt kann dieser Agent in den empfangenen Signalen erkennen, ob seine Position verändert wurde. Bei einem zweidimensionalen Agenten mit neun Lichtsensoren wird die Berechnung deutlich aufwendiger. Aber auch dieser Agent kann Eigenbewegungen von Bewegungen eines wahrgenommenen Objekts unterscheiden.

Bei der Suche nach den Grundprinzipien, die die Sensor-Motor-Schleife steuern, hat das von Karl Friston am University College London entwickelte Konzept freier Energie einige Wirkung entfaltet. Demnach tendieren Gehirne danach, Überraschung zu minimieren – womit die Diskrepanz zwischen empfangenen und erwarteten Sensorinformationen oder äußerer Realität und internem Modell gemeint ist. Mit einem ähnlichen Ansatz glaubt Jürgen Schmidhuber vom schweizerischen Istituto Dalle Molle di Studi sull‘Intelligenza Artificiale (IDSIA), Wissenschaft, Kunst und Humor erklären zu können.

Eine weitere Frage, die die Konferenzteilnehmer beschäftigte, war die nach den geeigneten mathematischen Verfahren zur Beschreibung der verkörperten Intelligenz. Da es sich um die Verarbeitung von Informationen handelt, bietet sich die Informationstheorie an. Andererseits lässt sich die Aktivität neuronaler Netze wie im Gehirn gut mit der Theorie dynamischer Systeme erfassen. Für Randall D. Beer (Indiana University) sind das zwei Linsen, durch die Intelligenz betrachtet werden kann und die jeweils unterschiedliche Aspekte hervorheben. Er demonstrierte das am Beispiel eines Agenten, der durch drei Sensorneuronen und zwei Motorneuronen gesteuert wird. Die Aufgabe besteht darin, die Größe zweier Objekte, die nacheinander herunterfallen, einzuschätzen. Wenn das zweite Objekt kleiner ist als das erste, soll der Agent es fangen, anderenfalls ausweichen. Das Experiment unterstrich, was Frank Pasemann (Universität Osnabrück) zuvor in seinem Vortrag über die Neurodynamik der Sensor-Motor-Schleife gesagt hatte: Schon kleine Netzwerke bieten ein großes Reservoir möglicher Repräsentationen äußerer Zustände.

Wie sich innen und außen voneinander unterscheiden lassen, ist für die verkörperte Intelligenz eine zentrale Frage -- allerdings nicht immer einfach zu beantworten. Manchmal werde ein Smartphone zum Teil des Körpers, bemerkte Daniel Polani von der University of Hertfordshire in seinem Vortrag. David Krakauer (University of Wisconsin-Madison) hob das in seinem abschließenden Vortrag über "exbodied cognition" noch einmal ausdrücklich hervor. Er verwies auf die lange Tradition, die Umwelt zur Unterstützung von Denkprozessen zu nutzen. Wer über Kognition sprechen wolle, ohne schriftliche Symbole oder mechanische Geräte wie Rechenmaschinen zu erwähnen, ignoriere "das herausragende Merkmal der evolutionären und kulturellen Geschichte des Homo Sapiens". Krakauer widersprach der verbreiteten Ansicht, dass neue Technologien wie das Internet die intellektuelle Verkümmerung der Menschen befördern könnten. Im Gegenteil, sagte er, "die Auslagerung der Informationsverarbeitung macht uns klüger". (Hans-Arthur Marsiske) / (uma)

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