03.01.2020

#unchAIn, Teil 2: Können Maschinen das menschliche Gehirn kopieren?

Bei der Artikelreihe "#unchAIn - Demystifying AI" kooperiert der brutkasten mit Ms. AI, um Vorurteile rund um Künstliche Intelligenz zu entmystifizieren. Expertinnen beantworten dazu die heikelsten Fragen rund um das Thema KI. Heute widmen wir uns der Frage, ob Maschinen das menschliche Gehirn kopieren können.
/artikel/koennen-maschinen-das-menschliche-gehirn-kopieren
Kernel, Flux, Flow, Gehirn, Johnson Künstliche Intelligenz: Maschine kopiert Gehirn
(c) Stock.Adobe/peshkov - US-Unternehmen Kernel ermöglicht "On-Demand"-Funktion im Bereich Neuroscience.

Künstliche Intelligenz ist eines der wichtigsten Tech-Themen unserer Zeit – denn es gibt wohl keinen Bereich des politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Lebens, der nicht das Potenzial hat, von KI grundlegend verändert zu werden. Zugleich gibt es in diesem  Bereich viele Falschinformation und überzogene Erwartungen. Bei dem Projekt “#unchAIn – Demystifying AI” kooperiert der brutkasten mit Miss AI, um gängige falsche Vorstellungen zu entmystifizieren. Expertinnen der jeweiligen Felder – von Philosophinnen über Wissenschaftlerinnen bis zu Managerinnen aus der Wirtschaft – beantworten dabei in einer mehrteiligen Artikelreihe die wichtigsten Fragen zum Thema Künstliche Intelligenz.

+++Mehr zum Thema AI & DeepTech+++

Im ersten Teil der Serie über KI haben wir uns mit der Frage beschäft, was Intelligenz eigentlich ist. Im zweiten Teil der Serie beschäftigen wir uns mit der Frage, ob Maschinen das menschliche Gehirn 1:1 kopieren können. Die Fragen werden beantwortet von der AI-Expertin und Quantenphysikerin Dilek Demir, Isabell Claus, Co-Founder & Managing Director thinkers.ai, dem Philosophen Reid Blackman und Nancy Nemes, Founder Ms. AIA und #humanAIze, sowie CEO Nemes Ventures.

Ist es möglich, die Funktionen des menschlichen Hirns in einer Maschine zu kopieren?

Blackman: Es gibt die Theorie, dass das Fleisch und Blut des menschlichen Gehirns etwas Besonderes ist. Dementsprechend brächten auch Maschinen diese “Feuchtware”. Von dieser Theorie bin ich nicht besonders überzeugt. Ich verstehe nicht, warum wir nicht zum Beispiel synthetische Neuronen herstellen könnten. Oder synthetische Versionen von allem, was wir haben. Im Prinzip sehe ich also nicht, warum wir nicht alle Funktionen eines menschlichen Gehirns in eine Maschine kopieren könnten. Aber in der Praxis ist es außerordentlich schwierig. Die Komplexität des Gehirns selbst und der verschiedenen Umgebungen, in denen es gedeiht und verdorrt, ist so groß, dass ich skeptisch bin, dass wir es jemals herausfinden werden.

Nemes: Einige Forscher sagten vor mehr als 10 Jahren voraus, dass das menschliche Gehirn innerhalb von 10 Jahren repliziert werden könnte. Davon sind wir noch weit entfernt. Heutzutage verstehen wir nur 1 Prozent der Funktionsweise des menschlichen Gehirns. Was wir heute also replizieren können, beschränkt sich auf mechanische Aspekte wie das Screening und die Kartierung von Informationen von Programmen, die Zehntausende mal schneller sind als Menschen. Ich glaube, dass die vollständige Simulation des gesamten Gehirns am Computer eine weit entfernte Science-Fiction-Vision ist. Etwas, das, wenn es jemals zur Realität wird, komplexer sein wird als das menschliche Genom.

Claus: Wir nutzen die einzelnen Erkenntnisse rund um die menschliche Intelligenz als konzeptionelle Basis für maschinelles Lernen. Wir brechen also die Komplexität herunter und nehmen die grundlegenden Eigenschaften her, um dann mit Hilfe von Algorithmen und Modellen Nachbildungen zu erzielen. Das ist heute noch mit großem Aufwand verbunden und damit für die Befriedigung der menschlichen Neugier nicht ausreichend. Es liegt in der Natur des Menschen, hier nicht locker zu lassen bis immer bessere Lösungen gefunden sind.

Demir: Jedes Geschöpf in unserem Universum ist ein einzigartiges, komplexes System, das wir noch nicht erforscht haben. Das wird uns viel Zeit kosten, denn jede Funktion ist mit Konstruktionen wie Gefühlen, Gedanken und dem, was man Seele nennt, verbunden.

Ein Kopieren und Einfügen der Funktionen eines menschlichen Gehirns in eine Maschine wird nie passieren, denn wir sind einfach schlecht beim Verstehen der grundlegenden Prozesse im System. Wie soll ein Mensch, der keine Ahnung hat, wie er funktioniert, dieses Wissen eins zu eins in eine Maschine übertragen? Außerdem glaube ich nicht, dass wir das Wissen von Mutter Natur über die richtige Materialkonstruktion aufwerfen. Eine Funktion des menschlichen Gehirns benötigt auch die richtige Menge an Trigger-, Kühl-, Heiz- und Austauschfunktionen, um richtig zu funktionieren, und die Einbeziehung von Emotionen bringt eine weitere Komplexität mit sich. Die Simulation eines solchen “menschenähnlichen” Systems würde eine große Menge an klassischer Rechenleistung erfordern.

Denken wir an das folgende Gedanken-Experiment:
Deine Mutter fragt dich: “Willst du Milch zum Frühstück?”
Deine Antwort: “Ja, bitte!”

Klingt sehr einfach, wenn man diese einfache, kleine Mutter-Kind-Interaktionssituation betrachtet und in verschiedene kleine Schritte zerlegt, die man versteht.
Was passiert hier?

  • Die Mutter-Kind-Verbindung, die dynamisch ist und sich von Zeit zu Zeit ändert.
  • Die Schnelligkeit, Stimme, Worte und Inhalte dieser Mutterfrage enthalten eine große Menge an Informationen, deren Diskussion mindestens 5 Stunden dauern würde.
  • Die Antwort des Kindes. Das Gefühl, die Stimme, der Inhalt, die Geschwindigkeit der Sprache.
  • Die Frage, warum sie Milch zum Frühstück trinken.
  • Die Entscheidungen, die sie innerhalb einer Sekunde treffen.
  • Das Wissen, dass sie Milch haben.
  • Die Art und Weise, wie sie interagieren, sprechen und die verschiedenen Gedanken, die sie gleichzeitig haben.
  • …und vieles mehr.

Die Analyse dieser Entscheidungen braucht eine Weile. Und die Erstellung eines Entscheidungsbaums, mit dem die Situation rekonstruiert wird, ist eine weitere Herausforderung.

Deshalb glaube ich nicht, dass ein Kopieren und Einfügen eines menschlichen Gehirns in eine Maschine vielleicht in der Zukunft möglich ist – aber derzeit müssen wir die aktuellen Probleme, die die Menschen in den letzten Jahren verursacht haben, beseitigen.

Welche Voraussetzungen muss eine Maschine erfüllen, um als “intelligent” zu gelten?

Demir: Wir müssen diese Frage zuerst für uns selbst beantworten, bevor wir über Maschinen nachdenken.
Sicherlich erfordert eine “intelligente” menschengemachte Maschine eine andere Art der Intelligenz als der Mensch selbst.
Beispiel: Ein achtsamer, intelligenter Mensch besitzt eine andere Art von Intelligenz als andere Menschen mit weniger Achtsamkeit. Maschinen wären nicht in der Lage, genau so zu “fühlen” wie Menschen, und das würde direkt in eine andere “Intelligenzmatrix” für Maschinen führen.

Nemes: Hier gibt es eine Definition von Alan Turing, Erfinder des Turing-Test, aus dem Jahr 1950: “Wenn ein Computer mit einem Menschen in einer textbasierten natürlichen Sprachumwandlung sprechen kann und einen Richter täuschen kann, dass er zumindest für einen Teil der Zeit denkt, dass es sich um einen Menschen handelt, wird er als intelligent angesehen”. Nach diesem Maßstab können die heutigen Sprachassistenten als intelligente Maschinen betrachtet werden, ebenso wie fahrerlose Autos, E-Mails, die Ihre Antworten vervollständigen, oder ein GPS-System. So werden unsere Maschinen intelligenter und die Zukunft wird mehr vernetzte Systeme bringen, die ihren Nutzen im täglichen Leben weiter steigern werden. Dennoch gilt: “Intelligenz” ist schwer zu kategorisieren.

Claus: Wir haben gerade mehrere Jahrzehnte des Datensammelns und deren Verarbeitung in (nahezu) „unintelligenten“ Systemen hinter uns. Aus zukünftiger Sicht würde man die aktuellen Möglichkeiten der automatisierten Text- oder Bildverarbeitung wohl als die Anfänge der maschinellen Intelligenz bezeichnen. Ähnlich wie bei der Entwicklung des aufrechten Gangs des Menschen ist das ein Schlüsselereignis für eine sehr grundlegende Weiterentwicklung. Aufgrund des ökonomischen Potentials der Maschinenintelligenz werden wir mit großen Schritten zu einem „next level“ von Intelligenz kommen, also einem abstrakterem Ursache-Wirkung-Verständnis bei Maschinen.

Blackman: Es gibt einige Leute, die nie zulassen werden, dass eine Maschine intelligent sein könnte. Aber wie ich schon sagte: Ich verstehe nicht, warum das nicht passieren sollte. Ich bin schließlich damit einverstanden, dass ein Taschenrechner eine bestimmte Art von Intelligenz manifestiert. Ich denke auch, dass unser eigenes Gehirn eine Art Maschine ist, indem ich denke, dass unsere Gehirne und Körper alle physisch sind und der Verstand aus physischen Einheiten besteht (die Dinge, die Neurowissenschaftler natürlich studieren, aber auch die Moleküle und Atome, die diese Dinge ausmachen). Für mich müssen sie also nur etwas erreichen, das funktional gleichwertig aussieht wie andere Dinge, die wir bereits als intelligent bezeichnen.

“Aber sind diese Dinge wirklich intelligent oder scheinen sie nur intelligent zu sein?”, könnte jemand fragen. Aber auch das hängt nur davon ab, wie man den Begriff “Intelligenz” verwenden will, und es ist nichts, worüber ich mir besonders Sorgen mache. Wenn wir jedoch über das Bewusstsein sprechen – etwas das Empfindungsvermögen, dann denke ich, dass die Frage zutiefst wichtig ist. “Fühlt es etwas oder scheint es einfach so, als würde es etwas fühlen?” ist eine Frage mit tiefen ethischen Implikationen – und das ist etwas, worüber wir uns aufregen sollten.

Der nächste Teil der Artikelreihe erscheint am Freitag, 10. 1. 2010. 

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Der Campus des NOI Techpark in Südtirol (c) NOI Techpark

Auf der Fläche eines einstigen Aluminiumwerks reift seit 2017 ein internationales Innovationszentrum heran: Der NOI Techpark in Bozen ist ein Innovationsviertel für Startups, Forschung und Entwicklung und ein dynamischer Ort, der ständig an Personen, Ideen, Gebäuden und Infrastrukturen wächst.

Volles House im NOI Techpark rund um den NOI Start-up Incubator (c) Marco Parisi

„Wir haben in Südtirol viel Wertvolles auf kleinem Raum vereint“, meint Pia Zottl, Leiterin des NOI Start-up Incubators. „Der NOI Techpark ist ein synergiereicher Mikrokosmos aus Universität, Forschung, Unternehmen und Startups. Das ist ein enormer Vorteil und ein Unikum, das man anderswo in Italien oder auch in Europa in dieser Form nicht so leicht noch einmal findet.“

Pia Maria Zottl, Leiterin NOI Start-up Incubator (c) NOI

Du hast Lust, den NOI Techpark in Bozen hautnah zu erleben?

Perfekt! Am 20. Februar 2025 öffnet er die Türen exklusiv für brutkasten-Leser:innen – mit einem spannenden Programm inklusive Tour durchs NOI, einem Startup-Besuch vor Ort und viel Zeit für Austausch und Networking. Scanne den QR-Code oder klick auf den untenstehenden, hol dir mehr Infos und melde dich an!


Nature of Innovation

NOI – kurz für Nature of Innovation – ist ein Hub der besonderen Art: Hier stehen Nachhaltigkeit, Innovation und Vernetzung im Mittelpunkt. Aktuell vernetzt NOI 70 Unternehmen und 35 Startups, drei Forschungsinstitute und vier Fakultäten der Freien Universität Bozen.

Mit geballter Expertise in zukunftsweisenden Bereichen wie Green Tech, Food & Health, Digital sowie Automotive & Automation und 52 Hightech-Laboren bietet er die perfekte Umgebung für Ideen, die groß herauskommen wollen. Rund 2.400 kreative Köpfe – von Wissenschaftler:innen über Startup-Gründer:innen und Studierende bis hin zu etablierten Unternehmer:innen – arbeiten hier täglich an den Lösungen von morgen und finden hier den optimalen „playground of opportunities“, um Ideen Wirklichkeit werden zu lassen.

Maßgeschneiderte Unterstützung

Der NOI Start-up Incubator ist der Motor, der junge Unternehmen dabei unterstützt, ihre Visionen in greifbare Erfolge zu verwandeln. „Der Inkubator ist ein echter Boost für Startups – er fördert sie von den ersten Schritten bis zur Marktreife“, sagt Leiterin Pia Zottl. Von der Entwicklung des Geschäftsmodells über Finanzierungsoptionen – Startups wird hier genau das geboten, was sie brauchen, um nachhaltig zu wachsen. Dabei erhalten Gründer:innen maßgeschneiderte Unterstützung: Zugang zu wichtigen Kund:innen und Business-Partner:innen, die Expertise von Mentor:innen und Coaches und eine hochmoderne Forschungsinfrastruktur, die ihnen einen Wettbewerbsvorteil verschafft.

Geballte Frauenpower

Die Förderung von Female Founders ist dem NOI Start-up Incubator ein besonderes Anliegen und die Programme finden regelmäßig großen Zuspruch unter Gründerinnen. Eine davon ist Elham Hassanzadeh mit ihrem Startup Arxax. Als Absolventin der Universitäten Oxford und Cambridge und als ehemalige Managerin der Weltbank kam sie vom Innovationsstandort London nach Südtirol. Hier boten sich ihr genau jene Rahmenbedingungen, die sie zum Aufbau ihres Startups brauchte. Nun nutzt Hassanzadeh beide Ökosysteme für das Wachstum ihres Startups.

Arxax-Gründerin Elham Hassanzadeh (c) Claudia Corrent

Arxax hilft Transportunternehmen, Klimaschutzauflagen einzuhalten und ihre Flotten auf grüne Energie umzustellen. Dafür ist der NOI Techpark der ideale Nährboden; nicht nur, weil die nah gelegene Brennerautobahn als Pilotprojekt des Startups fungiert, sondern auch, weil Gründerin Hassanzadeh über den NOI Techpark wertvolle Partnerschaften und öffentliche Fördermöglichkeiten sowie private Investoren finden konnte. Unter anderem konnte sie dank der guten Vernetzung eine Verbindung zum Energiekonzern ENI aufbauen.

Fermentation im Fokus

Ein weiteres der 35 dort ansässigen Startups nutzt das NOI-Ökosystem zur Skalierung im Sektor Food & Health: Regarum rund um die Schweizer Unternehmerin Stephanie Lüpold und den Südtiroler Chefkoch Mattia Baroni verwandelt Nebenprodukte der Lebens­ mittelindustrie mittels innovativer Fermentationstechnologien in die Würzessenz Garum; ein flüssiges, nährstoffreiches, zucker- und salzfreies Produkt, das als Aromastoff und Substitut für Tafelsalz und Bouillon verwendet werden kann.

Das Startup Regarum rund um den Südtiroler Chefkoch Mattia Baroni (c) Ivo Corrà

Regarum ist ein Paradebeispiel für optimal genutzte Synergien im NOI Techpark: Gemeinsam mit dem am Campus ansässigen Versuchszentrum Laimburg und der Freien Universität Bozen konnte das Startup sein Projekt erfolgreich umsetzen. Zusätzlich betreibt Regarum eine Produktionsstätte direkt im NOI und wurde vom Start-up Incubator während seiner Fundraising-Journey umfassend begleitet.

Seine Vorreiterrolle in puncto Fermentation und Lebensmitteltechnologien stärkt NOI nicht zuletzt mit dem im Oktober 2024 neu eröffneten ICOFF (International Centre on Food Fermentations). Dabei handelt es sich um ein internationales Kompetenzzentrum der Freien Universität Bozen im Bereich der Lebensmittelfermentation, das von Professor Marco Gobbetti, einem der weltweit führenden Experten auf dem Gebiet, ins Leben gerufen wurde.

Das ICOFF (International Centre on Food Fermentations) bietet eine Hightech-Ausstattung im Bereich der Lebensmittelfermentation (c) NOI Techpark

Millioneninvestment

Aus der Brutstätte des NOI Start- up Incubators entstand außerdem das Startup CAEmate. Founder Massimo Penasa entwickelte mit seinem Bruder und Co-Founder Matteo eine cloud­ basierte Software namens WeStatiX SHM, die ein global sehr relevantes Problem lösen soll: Viele zivile Bauwerke wie Brücken oder Tunnel erreichen in den kommenden Jahren das Ende ihrer Lebensdauer, sind sanierungsbedürftig und unsicher.

Abrisse oder Neubauten sind oft nicht nur unpraktikabel, sondern auch stets CO2-intensiv. Hier setzt die Lösung von ­ CAEmate­ an: Durch Simulation und künstliche Intelligenz ermittelt die Software des Startups das Sicherheitsniveau einer Infrastruktur und sagt künftige Verhaltensweisen voraus. Dadurch kann die Wartung optimiert und die Lebensdauer des Bauwerks verlängert werden, und es werden Kosten gesenkt. Dass CAEmate mit seiner Lösung auf Wachstumskurs ist, zeigt das erst im vergangenen Dezember eingeholte Drei-Millionen-Euro-Investment – das einstige Zweierteam ist mittlerweile auf über 40 Mitarbeitende angewachsen.

Red-Bull-Top-Athlet startet durch

Das Innovationsviertel liegt in einer der lebenswertesten Regionen Europas mit einer besonderen Anziehungskraft für Outdoor-Enthusiasten. Wenig überraschend finden sich daher auch Top- Sportler:innen unter den dort forschenden Köpfen und Gründer:innen.

Einer davon ist Fabio Wibmer mit seinem Startup Bikeflip. Das frisch in den Inkubator aufgenommene Jungunternehmen stellt einen der größten internationalen Marktplätze für den An- und Verkauf von gebrauchten Fahrrädern bereit. Wibmer selbst ist nicht nur Founder, sondern auch weltweit bekannter MTB-Profi und nach F1-Legende Max Verstappen der bekannteste Red-Bull-Athlet; er hat über zwölf Millionen Follower in den sozialen Medien. Gemeinsam mit seinem italienischen Co-Founder Andrea Maranelli, selbst MTB-Profi, und einem mittlerweile zehnköpfigen Team holt sich Wibmer im NOI-Netzwerk die ideale Kombination aus Kapital und Vernetzung, die er auf seinem Weg zur Marktführerschaft ­ benötigt.

15.01.2025

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