Neuronale Netze in Maschinen

Hi all,
vor kurzem trieb mich die Frage um, in wie weit man das menschliche Gedächtnis mit einem digitalen Speicher vergleichen kann (Gedächtnis/Speicher - vergleichbar od. nicht?) und würde sogar, entgegen meinen Befürchtungen sagen, dass mich der Thread in irgend einer Form bereichert hat.

Heute fand' ich nun einen Artikel über einen Versuch bei Spon, den ich unheimlich interessant finde, der sich auch mit dem Speichern von Informationen durch neuronale Zellen befasst. Allerdings liegt der Schwerpunkt auf dem Erlernen (wozu Infos nat. gespeichert werden müssen) und es geht auch nicht um das menschl. Gehirn. Aber lest selbst:

http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,572067,00.html

Hier noch zwei Zitate (von einem beteiligten Wissenschafteler, Ben Whalley), die verdeutlichen sollen worum es bei dem Versuch geht.

1. "Eine der wichtigsten Fragen der Neurowissenschaften heute ist: Wie kommt man von der Aktivität einzelner Nervenzellen zu komplexen Verhaltensweisen?"

2. "Dieses System bietet nun die einzigartige Gelegenheit, etwas anzuschauen, was komplexe Verhaltensmuster zeigt, aber immer noch eng an die Aktivität einzelner Zellen geknüpft ist."

Wie hoch schätzt ihr das Potential dieses oder ähnlicher Versuche, im Bezug auf die beiden Zitate ein, glaubt ihr an einen "Durchbruch"?

( Bitte bei Stellungnahmen die Ethikkeule bis auf weiteres außen vor lassen, ok? Außerdem möchte ich hier mehr die "Science", als die "Fiction"-Fraktion um ihre Meinung bitten. Auch sind zeitliche Prognosen für die Machtübernahme der Maschinen eher unerwüscht. Danke für euer Verständnis)

Es wird sich erst in der Zukunft zeigen welche Fortschritte auf diesem Gebiet noch zu erwarten sind. Die Übertragung von Neuronen auf einen Roboter war ja erst der Anfang.

Obwohl auch bezweifelt wird das man es jemals schaffen könnte ein komplettes System von Neuronen erfolgreich zu simulieren da es doch zu komplex sei...

Da kommt mir automatisch das Thema von I Robot in den Sinn mit dem sich auch schon schon Stanislaw Lem auseinandergesetzt hatte.

Der Geist in der Maschine

´´Kann aus dem Internet eine bewusste Intelligenz entstehen?
Ich habe schon oft versichert, dass aus dem globalen Kommunikationsnetz mit seinen Computerknoten nie ein göttlicher Funke als Zeichen eines vernünftigen Bewusstseins entstehen wird. Aber dann bin ich plötzlich auf ein neues Konzept gestoßen, das gegenüber den heutigen Ansichten so häretisch ist, dass es sich - wie es mir scheint - lohnt, sich damit zu beschäftigen.
Stanislaw Lem´´

1984

Dass ich das richtig verstanden habe: SIe haben Nervenzellen in eine Petrischale mit Drähten verbunden.

Wo kommt der Strom her, also die elektrischen Impulse in den Nervenzellen? Haben die eine Batterie mit dem Hirn verbunden??? Denn aus NIX entsteht ja kein Strom.<------------Bitte antworten, inderesierd mich

wird wohl wie beim menschen funktionieren: mithilfe von aktionspotenzialen

@ Granulat:
nein, "von nix kommt nix", wie man so schön sagt. Es sind Bio-Chemische Prozesse ( siehe auch Siehe auch Wiki/Nervenzelle/Funktionsweise ) und somit im wirklich allerweitesten Sinne auch tatsächlich mit Batterien vergleichber, was die Art der Spannungserzeugung angeht.


Vielleicht noch eher wie eine Autobatterie bzw. ein Akkumulator, da sich die Zelle ja auch ernährt, ähnl. wie das Nachfüllen von Säure bei einer Autbatterie (da bin ich aber nicht ganz sicher, ob der vergleich nicht ein wenig hinkt).
Ich gehe jetzt einfach mal davon aus, dass die Nervenzellen in ihrer Petrischale auch was zu "Beissen" kriegen, also in einer Nährlösung schwimmen, korrekt?

@ J.W.

Sehe es genauso.
Dachte halt, dass sich vielleicht jemand findet, der mit der Materie etwas vertrauter ist u. uns daher schon ein paar wichtige Infos geben kann.
Möglicherweise gibt es da ja auch ein paar ganz simple Faktoren, die die Möglichkeiten von vorn' herein begrenzen.

@ 1984:
Natürlich ist die Frage ob u. in wie weit "Intelligenz" aus rein künstlichen hoch komplexen Datennetzen entstehen kann auch sehr interessant, aber vergiss nicht, dass man bei dem oben beschriebenen Versuch, vorhandene biologische "Bauteile" mit einer Maschine verbunden hat.
Daher ist der Ansatz ja ein etwas anderer, eher ein neurolgischer ( "Wie kommt man von der Aktivität einzelner Nervenzellen zu komplexen Verhaltensweisen?").

Wenn wir das verstünden, könnten wir aber womöglich auch Rückschlüsse daraus ziehen, ob u. wie wir, rein mit künstlichen Bauelementen, "intelligente" Netze herstellen können.



Ich finde in diesem Zusammenhang aber eher die neurologischen Fragen wie z.B.:

- Warum scheinen sich die Zellen zu organisieren, was treibt sie dazu an?

- Wie viele Zellen braucht es, damit ein "göttlicher Funke" entspringt, sprich sich komplexe Verhaltensmuster od. gar ein bewußtsein bildet?

- Gibt es limitierende Faktoren, die eine solche Entstehung unmöglich machen usw.

...interessant.

Link: de.wikipedia.org (extern)

Hi @all,
Historisch ist zu erwähnen das die Chinesen bereits ein staatliches Projekt hatten was sich damit beschäfftigen sollte einen Neuronalen Computer zu bauen, ist aber in der versenke gelandet.

Mittlerweile ist der TU Darmstadt gelungen einen Neuronalen Chip herzustellen der etwa die Größe des menschlichen Stamhirns simulieren kann. In dem Chip sind natürlich keine Neuronen drinne.

Das Problem bei Neuronalen Netzen sind die Bauweise und der "Programmierung" der Zellen. Jede Zelle bildet in sich eine Schwellwert Funktion aus der Fuzzy-Logik ab. Ganzklar der Kontext des Schwellwerts macht erst einen Sinn in der Gesamtheit des Netzes.
Bei diese Borg-Ratte haben sich es die Wissenhaftler einfach gemacht aber genial muss man erwähnen.
Die organischen Neuronen haben den lebenden Vorteil, sie bewegen sich, können wachsen und können sich neu verknüpfen über die Repzeptoren. Mit einer Technischen Nachbildung hätte man diese Vorteile nicht und darum währen diese Neuronalen Netze eben halt statisch angeordnet und müssten nur nur Programmiert werden wie es halt gerade diese Anordnung zulässt.

Von Zukunftsmusik alla Stargate Atlantis mal abgesehen, wo die Replikatoren eine Ansammlung von Nanozyten dieses Netzwerk bilden und die Vorteile organischer Neuronen kompensieren.

Zur Speicherung:
Nun ja, speichern lässt sich wissen auch ohne Neuronales Netzwerk aber immerhin fast so ähnlich.
Bildet man Begriffe und Kategorien reichen Hierarchen meist nicht aus um alle Sachverhalte zu modelliern, wegen der fehlenden Verknüpfungen die die Baumstruktur ja nicht zulässt. So kommt man zur Speicherung zu den Ontologien.
Ontologien sind vermaschte Netze aus Begriffen die mit einander assoziert werden. Aber noch die wesentliche Unterteiltung besitzen zwischen Abstrakter Begriff wie Auto und die Instanz BMW 3er.
Besser ist es aber auf Wikipedia erklärt (s.L.).
Wichtig ist dass Ontologien durch zwei Tabellen mit jeder Datenbank abgebildet werden. Eine Tabelle für die Begriffe und eine für die Verknüpfungen.

Ja, ist mir so weit alles klar, was die statischen Netze angeht.
Ich verstehe aber das beschriebene Experiment so, dass sich das Neuronen-Netzwerk aus getrennten, gezüchteten Zellen erst einmal entwickelt hat und es genau darum geht, herauszufinden, ob man nicht mit Hilfe dieser Netzwerke eine Programmiersprache entwickeln bzw. auch ein Stück weit abschauen kann, die solch komplexe Vorgänge wie Ontologien ermöglichen bzw. erklären.
Was übrigens, wenn es gelänge, ja vielleicht ein paar indirekte Rückschlüsse auf die Funktionsweise "echter" Gehirne, aber auch für eine zukunftsweisende Architektur u. Programmieransätze für künstliche Netzwerke.

Wobei "Künstlich" als Begriff jetzt allmählich etwas unpräzise wird, da man das Neuronen-Netzwerk auch als künstlich einstufen muss, oder?

#j.w.

J.W. schrieb:Obwohl auch bezweifelt wird das man es jemals schaffen könnte ein komplettes System von Neuronen erfolgreich zu simulieren da es doch zu komplex sei...

naja... man sollte vllcht nicht dem fortschritt grenzen eingestehen, anhand von subjektiv empfundener komplexität eines systems...

ich mein guck dir heute programme an wie videospiele... das sind datenmengen... das das noch miteinander harmoniert und funktioniert is schon recht unvorstellbar... die spiele haben datenmengen die überschreiten teilweise das 10.000 fache !!!!! von videospielen von vor 20 jahren

#1984

1984 schrieb:Der Geist in der Maschine

...

jau... wer sich damit beschäftigen will der hat denkich auch mit dem japanischen anime "ghost in the shell" ganz gute karten...

Gute Frage wie sich solche lebendigen Neuronalen Netze bilden und organisieren.

Betrachtet man den Menschen, wenn er auf die Welt kommt, haben sich diese Netze ja teilweise gebildet. Im Mutterleib hat der Säugling ja auch keinerlei Einflüsse die er optisch bestätigen kann (Rückkopplung).
So kommt man das es eine Art Bauplan für diese Netzte geben muss.
Wie in der KI werden diese Netze gestartet und sind dann lernfähig.
Wo ist der Bauplan dafür in der DNA, dem Epigenom, oder doch die Kopie von der Mutter?

Die Zellen der Ratten haben sich ja auch einfach so formiert und eine Aufgabe erfüllt.

Anderes Beispiel: Quallen. Diese einfachen Lebenformen, nicht alle aber einige von ihnen, haben Fähigkeit auch aus den blosen Zellen die komplete Qualle zu formieren.
Qualle in den Mixer und was kommt raus wieder ne Qualle.
Die Zellen formieren sich also anhand bestimmter Geometrien neu.
Ähnlich wird das bei den Neuronen auch sein, es muss also ne Art Entwurfsmuster für Gehirne geben.

Achja fast vergessen: der Instinkt bei Lebewesen muss ebenfals über die DNA mit geliefert werden.

Ich vergleich das in Gedanken immer mit dem BIOS bei Computern (entspricht dem fest in den Genen einprogrammierten Funktionen) und der danach geladenen Software (das, was wir im weitesten Sinn im Lauf unseres Lebens erlernen).

Das BIOS sorgt dafür, daß wir atmen essen, trinken etc. auch schon als Neugeborene können und es stellt einen Mechanismus zur Verfügung, der uns in die Lage versetzt, die durch unsere Sinne aufgenommenen Informationen zu verarbeiten.

Was uns dabei von einem Computer unterscheidet ist primär die Tatsache, daß die aufgenommene und verarbeitete Information nicht bloß gespeichert wird sondern auch ständig die Art, wie wir neue Informationen verarbeiten, beeinflusst.

fws schrieb:Wo ist der Bauplan dafür in der DNA, dem Epigenom, oder doch die Kopie von der Mutter?

Sehr gute Frage!
Aber ich schließe daraus, dass neben dem Bauplan für die "Hardware" auch schon die "Firmware" in einer Art "Grundform" vorhanden ist.
Allerdings beginnt diese wohl erst nach einiger Zeit, sich zu entpacken, zu Installieren und dann ein "paar" Updates runter zu Laden, also zu Lernen.
Diese dynamischen Prozesse sind wohl äußerst schwer zu Erfassen u. zu Analysieren, hoffe aber, dass es trotzdem eines Tages gelingt!!!

obwohl die forschung große fortschritte macht, ist sie dennoch noch nicht sehr weit. beispielsweise ist in der neurowissenschaft erst ein neuester erkenntnissansatz aufgetreten von den sogenannten spiegelneuronen, die ebnfalsls wichtig für lernprozesse sind....auch wenn man noch nicht genau weiss wie das nun alles in verbindung steht...oder aber auch die "plastizität" des gehirns.....

Link: www.neuronalesnetz.de (extern)

Durcharbeiten, dann weiter diskutieren...

Für neuronale Netze ist Marvin Minsky zuständig

http://www.heise.de/newsticker/Marvin-Minsky-wird-80-Wir-muessen-lernen-nicht-das-zu-lernen-was-wir-lernen--/meldung/94150

Danke für die Quellen Openeyes u. Warhead!