Können Computer denken?

Philosophie bei E. Martens an der Brecht-Schule Hamburg

2 Inhalt Inhalt... 2 Einleitung... 3 Was ist Denken?... 3 Was ist Künstliche Intelligenz?... 4 Wann kann ein Computer als intelligent gelten?... 4 Was ist ein Computerprogramm?... 4 Künstliche Intelligenz am Beispiel der Bildverarbeitung... 5 Was leistet die KI heute?... 6 Unbewusstes Handeln und Bewusstsein... 6 Was leistet die KI nicht?... 7 Schlussfolgerungen... 7 Referenzen... 9 Anhang... 10

3 Einleitung Mit der Entwicklung der Computer verband die Menschen zugleich die Frage, ob diese Technik den Menschen ersetzen kann und viel weiter gehend, ob eine künstliche Person geschaffen werden kann, die sich von uns Menschen nicht mehr unterscheidet. Vor mehr als zwanzig Jahren wurden diese Fragen gestellt und die anfängliche Euphorie ist längst verflogen. [3] Doch die zunehmende Technisierung zwingt uns erneut Der Computer selbst ist eine Maschine, die sich in Hardware und Software unterteilen lässt. Dabei führt die Hardware die Software aus. Diese wurde zuvor von Menschen geschrieben. Das, was als künstliche Intelligenz bezeichnet wird, ist nichts anderes als eine Software. Interessant ist, dass unser menschliches Gehirn selbst einem Supercomputer mit Kosten von 1,25 Milliarden US Dollar und einem Speicher von einem Petabyte, einer Leistung von 12,7 Millionen Watt und einer Geschwindigkeit von 10 510 Billionen Operationen pro Sekunde immer noch überlegen ist. [5,9] Der Speicher eines einzelnen Gehirns ist doppelt so groß wie der eines Supercomputers, die Leistung eines einzelnen Gehirns ist fast doppelt so hoch bei einer annähernd gleichen Geschwindigkeit eines Supercomputers. Jedes einzelne Gehirn ist allein von der Hardware so unglaublich leistungsstark, dass insbesondere bei einer Verbindung von mehreren Gehirnen die besten Supercomputer lässt sich bis heute nicht abbilden, aber vielleicht können die künstlichen Maschinen doch in irgendeiner Form mit ihrer Software denken. Was ist Denken? Unter dem Denken verstehen wir einen geistigen Vorgang, der aus einer inneren Beschäftigung in Form von klassifizieren, vergleichen, analysieren, schlussfolgern und beurteilen besteht. Dabei spielen subjektiv gefärbte Vorstellungen und Erinnerungen eine Rolle, mit denen man sich im Hinblick auf einen Sachverhalt oder eine Erkenntnis auseinandersetzt. Am Ende des Vorganges wird neue Schlussfolgerung kann dann wieder reflexiv analysiert werden. Zusammenfassend kann man en verstehen wir die Fähigkeit, Nachrichten assoziativ zu klassifizieren, sie damit vergleichend zu analysieren und daraus Schlussfolgerungen zu ziehen, die ihrerseits wieder auf ihre Richtigkeit vergleichend analysiert we. Wie Denken genau funktioniert versuchen verschiedene Disziplinen wie die Psychologie, die Philosophie oder die Kognitionswissenschaft mit ihren unterschiedlichen Betrachtungsweisen zu erforschen. Eng mit dem Begriff des Denkens ist der Begriff der Intelligenz verknüpft. Diese ist zweigeteilt: Die Erfahrungen und das Wissen werden als kristalline Intelligenz bezeichnet, die jemand besitzt. Die Fähigkeit der Aneignung von Fähigkeiten oder Wissen werden als fluide Intelligenz be-

4 zeichnet. Fluide Intelligenz ist relativ unabhängig von kristalliner Intelligenz, da die Fähigkeit abstrakt oder logisch zu denken relativ unabhängig von vorhandenem Wissen ist. Kristalline Intelligenz hingegen setzt fluide Intelligenz voraus, um überhaupt Wissen z.b. in Form eines großen Wortschatzes erlangen zu können und dieses Wissen dann wiederum situativ anwenden zu können. Die fluide, also flüssige Intelligenz umfasst Fähigkeiten wie logisches Denken, schlussfolgern, das Lernen mit seiner Lerngeschwindigkeit und Flexibilität und das Wahrnehmen. Die kristalline, also feste Intelligenz beinhaltet unsere Erfahrungen, Erinnerungen, den Sprachgebrauch und Wortschatz, das Fakten- und Schulwissen. Beide zusammen bilden nach Raymond Cattell die Gesamtintelligenz. [10] Was ist Künstliche Intelligenz? Im Zusammenhang mit der Computerwelt wird meist der Begriff der Künstlichen Intelligenz verwendet. [5] Es handelt sich heute dabei um ein Teilgebiet der Informatik, das sich mit der Simulation intelligenten Verhaltens mit den Mitteln der Mathematik und der Informatik befasst. Dabei stehen konkrete Anwendungsprobleme und deren Lösung im Vordergrund wie z.b. die Sprache verstehen und automatisch zu übersetzen, Anwendungen im Bereich der Robotik, der Bereich der Bilderkennung und der Bildanalyse sowie der komplexe Bereich der Expertensysteme. Diesen Bereich der künstlichen Intelligenz bezeichnet man auch als schwache KI, der es im Gegensatz zu der starken KI nicht darum geht, eine menschenähnliche Intelligenz zu kreieren. [3] Ein berühmter Vertreter der starken KI ist Marvin Minsky vom MIT, für den eine KI gleichbedeutend mit der Fähigkeit einer Maschine ist, menschenähnliche Intelligenz zu imitieren. Bis heute ist die starke KI in Bezug auf ihre Fragestellungen jedoch nicht erfolgreich. Wann kann ein Computer als intelligent gelten? Nach Alan Turing kann ein Computer als intelligent gelten, wenn der Mensch in Dialog mit einem Computer tritt und diesen nicht von einem Mensch unterscheiden kann. Mit Hilfe des Turing-Testes kann man prüfen, ob das kommunikative Verhalten eines Computers als solches nicht erkannt wird. [9] Schon 1950 entwickelte Turing das Experiment, bei dem sich Prüfer hinter einem Sichtschutz mit einem Menschen und mit einem Computer in einem Chat unterhalten. Der Prüfer muss herausfinden, welcher der Gesprächspartner der Mensch bzw. der Computer ist. Bisher wurde jedes Programm als solches erkannt. [7] Der Philosoph Searle merkte bezüglich des Testverfahrens kritisch an, dass dieses selbst bei einem Erfolg nicht hinreichend sei, weil nicht erwiesen ist, ob das Programm intelligent ist und ob ein Gespräch überhaupt als Gradmesser für Intelligenz geeignet ist. [3] Das Computerprogramm bekommt insbesondere bei banalen Fragen Probleme oder es ist zu ehrlich und fällt auf, weil es keine Fehler macht. Was ist ein Computerprogramm? Die Software oder das Computerprogramm besteht aus der Implementierung eines oder mehrerer Algorithmen. Unter einem Algorithmus versteht man eine systematische mathematische Prozedur, die nach einer endlichen Anzahl von Schritten zu einer Lösung eines Problems führt. [11] Algorith-

5 men können in einer Datenbank nach einem Begriff suchen oder unsere Nachrichten verschlüsseln und entschlüsseln. Sie können auch Handlungsabläufe für komplizierte Knobelaufgaben bereithalten wie bei dem Beispiel der Türme von Hanoi. Das von Lucas 1883 erfundene Spiel besteht aus einem Turm von Scheiben unterschiedlicher Größe, wobei die kleinste Scheibe oben liegt und der auf einem Stab angeordnet ist sowie zwei weiteren Stäben. Es ist die Aufgabe diesen Turm zu einer anderen Stange zu bewegen, wobei keine kleinere Scheibe unter einer größeren sein darf und immer nur eine Scheibe gleichzeitig bewegt werden darf. Ein Algorithmus kann hier dem Menschen die Denkarbeit abnehmen. Dabei hat sich der Entwickler des Programms die gedankliche Arbeit gemacht und diese so umgesetzt, dass ein Computer bzw. ein Roboter diese Handlungsabläufe ausführen kann. So kann man Denkarbeit mechanisieren, aber hier handelt es sich nicht um künstliche Intelligenz im eigentlichen Sinn. In diesem Beispiel wird nur die kognitive Komponente umgesetzt, nicht aber heuristische Strategien, Schlussfolgerungen und Integrationen in andere Kontexte. Künstliche Intelligenz am Beispiel der Bildverarbeitung Aktuell steht unter anderem die Altersbestimmung von Menschen anhand ihres Gesichtes im Fokus des Interesses. Dabei ist die Industrie und der Handel an einer Alterserkennung von Menschen interessiert, um eine selektive Marketingstrategie etablieren zu können. [6] Selbst für uns Menschen ist es nicht immer einfach, das Alter eines Menschen zu schätzen. Wie kann einem Computer eine Erkennung gelingen? Die Forschung im Arbeitsbereich Anthropogene Informatik des Karlsruher Instituts für Technologie KIT hat in diesem Bereich gearbeitet und eine Künstliche Intelligenz entwickelt. Dabei lassen sich bei der Bildverarbeitung vier Schritte erkennen, an denen auch die Bestandteile einer Künstlichen Intelligenz deutlich werden. In einem ersten Schritt kann der Computer in Form eines optischen Sensors das Gesicht einer Person wahrnehmen. Das erfolgt über den Algorithmus der Kanten-Erkennung und stellt die kognitive Komponente dar. Dann wird das wahrgenommene Gesichtsmuster mit anderen Gesichtsmustern verglichen. Dabei sind in dem Computer eine Reihe von Gesichtsmustern gespeichert. Anhand der vorhandenen Muster wird ein Vergleichswert zwischen diesen und dem neuen Muster gebildet. Dieser Vergleichswert stellt eine Näherung dar und ist nicht immer zutreffend. Dieser Abgleich von Mustern in Form von künstlichen neuronalen Netzen stellt eine heuristische Problemlösungsstrategie dar. In einem dritten Schritt werden nun mit Hilfe des Vergleichswertes logisch und bereichsspezifisch Schlussfolgerungen in Bezug auf das Alter der Person gezogen. Konkret werden aus verschiedenen Distanzen der Altersbereich einer Person bestimmt. In weiteren Schritten kann die gewonnene Altersangabe dazu führen, dass das Kaufverhalten der Person weiter verfolgt wird. [12] Dieses vereinfacht ausgeführte Beispiel einer künstlichen Intelligenz zeigt, dass eine künstliche Intelligenz assoziativ klassifizieren kann, vergleichend analysieren und Schlussfolgerungen ziehen

6 kann. Sie kann jedoch nicht die Richtigkeit vergleichend analysieren und sich flexibel auf eine neue Situation einstellen. Beispielsweise kann der Computer nicht eine auffällig maskierte Person als solche erkennen und würde beim Fasching sein Programm auch nicht einfach abbrechen. Was leistet die KI heute? Die künstliche Intelligenz kann man am ehesten mit unserem unbewussten Handeln vergleichen. [1] Unser instinktives Handeln ist regelgeleitet und erfolgt automatisch, wir nehmen latent permanent unsere Umwelt wahr und haben mit Flucht- und Angriffsautomatismen auch automatische Zielvorgaben. Unbewusst wiederholen wir einmal angelegte Muster ohne darüber nachzudenken. Diesem Verhalten entspricht eine anwendungsorientierte KI. Jedes Programm ist regelgeleitet und folgt Automatismen, die Sensoren nehmen permanent wahr und das Programm verfügt über genaue Zielvorgaben, auch werden Programmabfolgen laufend wiederholt. Je nach Komplexität der Datenbanken und Wissensspeicher, die alle angelegt werden müssen, verfügt die künstliche Intelligenz über die Möglichkeit, kontextbezogen zu interagieren. In einem streng festgelegten Rahmen entsprechen diese Wissensspeicher und die auszuführenden Programme unserer kristallinen Intelligenz. Die Überprüfungsschleifen lassen die künstliche Intelligenz auch zu einem Ergebnis kommen, das wiederum mit anderen Vergleichswerten überprüft werden kann. Dabei darf es keine Mehrdeutigkeit geben und die Abläufe sind starr festgelegt. Unbewusstes Handeln und Bewusstsein Mit den Begriffen des Unbewussten und des Bewusstseins, die dem Denken und der Intelligenz übergeordnet sind, soll eine Annäherung der technischen Welt an unser menschliches Erleben versucht werden, wenngleich es bis heute keine eindeutige wissenschaftliche Definition gibt. [1,8] Bewusstsein ist für Metzinger eine höherstufige Form des Wissens und Bewusstsein ist das, was verschiedene Bestandteile gleichzeitig zusammenbindet, sodass sie als Teile eines umfassen- [8] Die Wirklichkeit wird in Form von Sensoren gefiltert und ist damit für jedes Wesen eine subjektive Konstruktion der realen Welt. Beim unbewussten Handeln werden die Wahrnehmungen unbewusst in Form von Automatismen verarbeitet und es erfolgt eine Handlung. Unser Bewusstsein ist nun dadurch unterschieden, dass es neben der subjektiven Konstruktion der Welt noch über verfügt, mit dem es bewusst verstehen und planen kann. [8] Dieser Kasten kommt immer dann zum Einsatz, wenn das Unbewusste bestimmte wahrgenommene Impulse nicht mit den vorhandenen Mustern oder Automatismen verarbeiten kann. In Form von Reflexionen und Selbstreflexionen kann dann die eigene Zielsetzung überprüft oder neu festgelegt werden und es können dann neue Programme generiert und eingeübt werden. Da diese Prozesse simultan und auf verschiedenen Ebenen ablaufen, können Metaebenen mit all ihren Mehrdeutigkeiten generiert werden.

7 Was leistet die KI nicht? Ein wesentliches Charakteristikum des bewussten menschlichen Denkens liegt in der Selektivität seiner Wahrnehmung. Unser Gehirn kann sich auf etwas konzentrieren und andere Wahrnehmungen ausblenden. Das spontane Hervortreten neuer Erkenntnisse und Eingebungen bleibt bis heute uns Menschen und möglicherweise auch anderen Lebewesen. Dabei sind unsere Handlungen stets in einen Kontext eingebunden, den wir bewusst häufig gar nicht wahrnehmen. Dieser Kontext besteht neben unserem Wortschatz aus kultureller und wissensgebundener sogenannter kristalliner Intelligenz. Die künstliche Intelligenz verfügt nur sehr eingeschränkt über kontextbezogenes Wissen und kann mit Metaebenen, Ironie und Täuschung nicht umgehen. Jede Form der Mehrdeutigkeit stellt die Künstliche Intelligenz vor unüberwindbare Probleme. Auch unsere Fähigkeit zum Urteil, das aus der bewussten Reflexion vorangegangener Erfahrungen und Erkenntnisse beruht, ist ein wichtiges Element des Denkens. Wiederholte Reflexionen und Selbstreflexionen führen dazu, dass wir aus dem Handlungsablauf treten. Indem wir bewusst nicht sofort Handeln, sondern erst zeitverzögert rea- Handlungen auf ihre Richtigkeit. Neue Entscheidungen bzw. Zielsetzungen können zu einer veränderten Handlungsabfolge führen. Dabei führt die flexible Entscheidung zu neuen kreativen Ideen. Diese Form der Wissensgenerierung und Entscheidungsfindung sowie bewusste neue Zielsetzungen kann eine künstliche Intelligenz nicht aus sich heraus generieren. [1,10] Schlussfolgerungen Die Entwicklung der Künstlichen Intelligenz wird weiter dahin gehen, Anwendungen zu kreieren, die uns Menschen dienen und die uns Routinetätigkeiten abnehmen. Mit diesen Anwendungen, die eher unser unbewusstes Handeln spiegeln, kann uns keine Entscheidung abgenommen werden. Jede künstliche Intelligenz, die von Menschen geschaffen wird, kann letztlich nur die Denkfähigkeit der Menschen spiegeln, die sie geschaffen haben. [5] Vor dem Hintergrund, dass tagtäglich sehr viele unbewusste Entscheidungen getroffen werden und instinktive Handlungen spontan erfolgen, ist nur sehr wenige Entscheidungen bewusst getroffen und für diese Schlussfolgerungen muss der Mensch einen sehr hohen geistigen und zeitlichen Aufwand betreiben. [8] Und selbst dann ist es nicht sicher, ob nicht die unbewusste Entscheidung manchmal die bessere gewesen wäre. Gleichzeitig wächst die Achtung vor unserem eigenen Gehirn und seinen täglichen Leistungen, die es unbewusst vollbringt sowie vor den geschaffenen hilfreichen technischen Anwendungen. Und in Bezug auf unser bewusstes Denken mag auch die Erkenntnis wachsen, dass es immer nur wenige Menschen sein werden, die den Aufwand der Reflexionen und Selbstreflexionen auf sich nehmen werden und neue Erkenntnisse und kreative Ideen gewinnen. Es ist nicht nur ein hoher Aufwand mit dem Denken verbunden, sondern zusätzlich immer auch ein großes Risiko des Scheiterns. Deswe-

8 gen sollten wir vor den Künstlern und Erfindern, die unsere Gesellschaft mit ihren Werken, Gedanken und Ideen bereichert haben, großen Respekt haben. Sollte es gelingen, biologisch zu ergründen, was Bewusstsein ist und was Affekte sind, so wäre eine weitere Entwicklung der künstlichen Intelligenz denkbar und zwar dann, wenn sich Prozesse des Bewusstseins, des Reflektierens, der Emotionen und auch der Wahrnehmung auf physikalischneuronale Vorgänge reduzieren lassen. [1] Selbst wenn diese sehr komplex sind und sich daher nicht übertragen lassen auf unsere technische Welt, so würde es dann eine reale Möglichkeit geben, von Glaubensfragen und subjektiven Sichtweisen wegzukommen. Möglicherweise lassen sich dann tatsächlich Formen des bewussten Denkens realisieren. Zurzeit sind solche Formen der künstlichen Intelligenz jedoch reine Illusion. Dies ist vielleicht auch gut, denn wenn das Bewusstsein biologisch ergründet wäre, dann hätten wir mit einer starken menschenähnlichen Intelligenz ein Wesen vor uns, das gemäß seinem eigenen Selbst handeln würde. [8] Dann würde sich die zentrale Frage nach den ethischen Konsequenzen stellen. Mit einem bewussten Verständnis unseres Selbst würde das Mensch-sein in Frage gestellt. Inwieweit würde der Mensch noch existieren, wenn der Computer dieselben Fähigkeiten wie ein Mensch hätte?

9 Referenzen [1] R. Penrose, Computerdenken: Die Debatte um künstliche Intelligenz, Bewusstsein und die Gesetze der Physik. Spektrum Akademischer Verlag 2002 [2] M. Spitzer, Geist im Netz: Modelle für Lernen, Denken und Handeln. Spektrum Akademischer Verlag 2008 [3] R. Golecki, Teil 1, online abrufbar unter http://ddi.cs.unipotsdam.de/hyfisch/ki/goleckiki1.pdf [4] Definition Denken, online abrufbar unter: http://www.ib.huberlin.de/~wumsta/infopub/textbook/definitions/d46.html [5] S. Russell und P. Norvig, Artificial Intelligence: A modern approach. Third Edition, Pearson Education 2010 [6] Karlsruher Insitut für Technologie, Arbeitsbereich Anthropogene Informatik, Website: http://www.informatik.kit.edu/1323.php [7] Loebner Preis, Transskript 2012, Runde 1 [8] T. Metzinger, Der Ego Tunnel: Eine neue Philosophie des selbst: Von der Hirnforschung zur Bewusstseinsethik. 2. Auflage, Berlin-Verlag GmbH 2009 [9] L. Schmidt-Theime: Foliensatz: http://www.uni-hildesheim.de/media/fb4/dekanat/schueleruni2012/koennen-computer-denken_s.pdf [10] P. Zimbargo: Psychologie, Springer-Verlag [11] U. Luxburg: Algorithmen und Datenstrukturen. Skript zur Vorlesung, 2013 [12] M. Kantardzic. Data mining: Concepts, models, methods, and algorithms. IEEEpress, 2010