Der Boom der smarten Maschinen – warum gerade jetzt?

Dass das Feld der Künstlichen Intelligenz und der Robotik – kurz, der smarten Maschinen – gerade jetzt so stark boomt, beruht auf vier Faktoren, die sich zudem gegenseitig stark beeinflussen und vorantreiben:

• Die enorme Steigerung der Leistungsfähigkeit von Mikrochips. Die besten Smartphones von heute haben dieselbe Rechenleistung wie ein Supercomputer Mitte der 1990er-Jahre. Wir tragen heute also alle sozusagen einen Supercomputer von 1995 in unseren Jackentaschen. Zugleich sanken die Kosten um einen Faktor 10.000, und das heutige Smartphone braucht nur ein 10.000-stel bis ein 100.000-stel der elektrischen Leistung der damaligen Supercomputer. Der Blick in die Halbleiterlabors zeigt: Eine ähnliche Steigerung um einen Faktor 1000 bis 10.000 – der Rechenleistung, der Speicherfähigkeit und der Datenübertragungsrate – können wir auch in den kommenden 25 bis 30 Jahren noch einmal erwarten.

• Die Miniaturisierung und Massenfertigung von Bauelementen. Kameras und Sensoren – vom Satellitenempfänger bis zu Beschleunigungs-, Radar-, Wärme- und Tastsensoren – werden immer kleiner und kostengünstiger. Die Tatsache, dass sie für Roboter und Smartphones ebenso gebraucht werden wie für autonom fahrende und vernetzte Fahrzeuge oder das Smart Home erhöht die Stückzahlen und senkt erneut deutlich die Preise.

• Leistungsfähigere Soft- und Hardware. Mit sogenannten Deep-Learning-Verfahren, die der Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachempfunden sind, lassen sich Milliarden von Nervenzellen simulieren. Insbesondere das Erkennen von Bildern, Texten und Sprache wird dadurch enorm verbessert und beschleunigt. Zudem haben Forscher neuromorphe Chips entwickelt, die das Verhalten von Nervenzellen nicht per Software sondern elektronisch nachbilden: Sie lernen zehntausendfach schneller als das menschliche Gehirn und millionenfach schneller als Supercomputer. Wollte man mit heutigen Supercomputern die neuronalen Prozesse eines einzigen biologischen Tages nachbilden, bräuchte man dafür Jahre – Neurochips schaffen das in zehn Sekunden! Allerdings bisher nur in Netzwerken mit etwa einer Million Nervenzellen, noch nicht mit Milliarden.

• Datenexplosion im Internet. Derzeit werden jeden Tag von Menschen und Maschinen zehnmal mehr neue Daten produziert, als in allen Büchern der Welt enthalten sind. Bis 2020 wird sich der Datenschatz erneut verfünffachen, und fast 40 Prozent davon werden über Internet-Technologien, also in der Cloud, weitergeleitet oder gespeichert. All die Milliarden von Bildern, Texten, Videos und Audiodateien lassen sich als perfektes Trainingsmaterial für smarte Maschinen nutzen. Dadurch lernen sie immer besser sehen, lesen und sprechen. Außerdem müssen dann Roboter in Zukunft nicht mehr alles, was sie an Daten und Fähigkeiten benötigen, bei sich tragen, sondern können es bei Bedarf wie Apps aus dem „RoboNet“ herunterladen oder auch Aufgaben ins Netz auslagern. Künftig könnten dann Roboter einfach auf Apps im Netz zurückgreifen, wenn sie schnell lernen müssen, wie man einen Hubschrauber fliegt oder auch nur einen Dinnertisch deckt.

Mehr dazu im Heft Juli 2016 von Bild der Wissenschaft sowie in meinem Buch Smarte Maschinen – wie Künstliche Intelligenz unser Leben verändert.