22.09.2017

Künstliche Intelligenz wird durchs bloße Beobachten zum Spieleentwickler

Eine besondere Beobachtungsgabe soll eine Künstliche Intelligenz des "Georgia Institute of Technology" haben. Weniger als nur zwei Minuten beobachtet das Programm Computer-Spiele wie Super Mario Bros und kann unmittelbar danach eine Kopie des Spiels erstellen.
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Das weltbekannte Spiel Super Mario soll eine Künstliche Intelligenz kopiert haben.

Künstliche Intelligenzen in der Gaming-Welt sind mittlerweile nicht mehr neu. Immer wieder werden von Computer geschriebenen Programmen neue Spiel-Rekorde aufgestellt. Menschen fällt es immer schwerer, gegen solche Programme in virtuellen Spielen zu gewinnen. Nun könnte eine Künstliche Intelligenz die Gaming-Industrie auch in der Spieleentwicklung revolutionieren.

Künstliche Intelligenz entwickelt Spiel-Klon

Neu ist, dass eine Künstliche Intelligenz durch Beobachtung nicht nur ein besserer Spieler wird, sondern auch den Code hinter dem Spiel versteht- und nachbauen kann. Ein Expertenteam des Georgia Institute of Technology veröffentlichte nun eine Studie, die das beweisen soll. Demnach soll ihr Computer-Programm keinen Zugang zu den Codes jener Spiele haben, die es beobachten soll. Für die Gaming-Industrie wäre dies revolutionär. Die Nachahmung ist dabei nicht von allzu schlechter Qualität. (Siehe unten)

Weniger als 2 Sekunden

(c) GVU Center: Der Spiele-„Klon“ der Künstlichen Intelligenz.
(c) GVU Center: So sieht das Originale Spiel aus.

Sehr lange braucht die Künstliche Intelligenz nicht, um das Spiel zu verstehen. Nur zwei Sekunden lang muss sie sich eine Videosequenz ansehen, um eine Kopie davon erstellen zu können.

Dabei beobachtet sie die Zusammensetzung des Spiels und sagt zukünftige Ereignisse basierend auf möglichen Spiel-Ereignissen und Charaktereigenschaften von Spielfiguren voraus.

Kopie kommt dem Original sehr nahe

„Unsere Künstliche Intelligenz sagt Modelle voraus, ohne jemals den Code des Spiels gesehen zu haben“, so Matthew Guzdial, der ein Teil des Forscherteams ist in einer Aussendung. „Ein einziges Video produziert natürlich keinen perfekten Klon der Spielmaschine, aber durchs Trainieren der A.I. mit nur wenigen weiteren Videos, wird das Ergebnis dem Original sehr ähnlich.“

Die Technik basiert dabei „auf einem sehr einfachen Suchalgorithmus“, der nach möglichen Regelsätzen Ausschau hält und Rahmenbedingungen voraussagen kann, erklärt Mark Riedl, der als Assistenzprofessor an der Studie beteiligt war. Er ist davon überzeugt, das ihr Programm die Gaming-Industrie verändern könnte. „Unser Modell kann für eine Vielzahl von Aufgaben im Trainings- oder Lernbereich verwendet werden; wir glauben, dass es in Zukunft auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Spieltypen skalieren wird“.

(c) GVU Center: So sieht das originale Spiel aus.
(c) GVU Center: Der Spiele-„Klon“ der Künstlichen Intelligenz.

 

 

 

 

 

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Das Zyglox-Team in Graz, in der Mitte die Gründer Jakob Moder (links) und Erik Gerstl (rechts). © Zyglox

Rund die Hälfte der Lifecycle-Kosten eines Zuges entfällt auf die Wartung, und davon wiederum mehr als die Hälfte auf Räder, Achsen und Fahrwerk, sagt Jakob Moder. Wie stark diese Bauteile im Betrieb tatsächlich belastet werden, wird bisher aber kaum gemessen. Der Grund ist simpel: Es fehlt an präziser Messtechnik, die im Dauerbetrieb einsetzbar ist. Das Grazer Startup Zyglox will das ändern.

„Die Eisenbahn ist nicht ins 21. Jahrhundert gekommen“

Der Name ist ein Wortspiel: Zyglox, gesprochen „Zügloks“, steht für Messtechnik für Züge und Loks. Dahinter stehen Jakob Moder und Erik Gerstl, die zuvor gemeinsam in der Messtechnik gearbeitet haben. Moder wechselte später in den Eisenbahnbereich und erlebte die Lücke dort aus der Praxis. Was es brauche, sei eine Lösung, „die das einerseits zuverlässig erkennt und gleichzeitig gut applizierbar ist“. Sein Urteil: „Bei der Usability ist die Eisenbahn nicht ins 21. Jahrhundert gekommen.“ Ende 2023 gründeten die beiden Techniker Zyglox in Graz.

Die bisherige Methode mit Dehnmessstreifen sei „einfach zu teuer“, erklärt Moder. Der Zug müsse dafür ein bis zwei Wochen zerlegt und instrumentiert werden, deshalb passiere das nur bei der Zulassung. „Das dauert ein Jahr, diese Technik reinzubringen, die Zulassung durchzuführen, und dann wird es wieder rausgenommen.“ Im laufenden Betrieb bleiben nur Beschleunigungssensoren, wie sie auch in jedem Smartphone stecken. „Das ist von der Datenqualität her ganz was anderes. Unser Sensor ist wie 4K, der Beschleunigungssensor liefert ein verpixeltes Foto von den Zuständen.“

Ein Sensor für Zulassung und Dauerbetrieb

Die Lösung von Zyglox lässt sich ohne größere Änderungen am Bauteil anbringen. „Wir haben eine Plug-and-Play-Lösung, die kann man einfach aufstecken“, sagt Moder. Ein Techniker braucht dafür laut Zyglox 30 Minuten. Der Sensor messe Dehnungen an Achsen, Wellen oder Schienen und liefere „gleiche oder bessere Daten als die Lösungen bisher“. Das Ziel ist ein Universalwerkzeug: genau genug für die Zulassung, aber so ausgelegt, dass es danach auf dem Fahrzeug bleibt und die Kräfte im Rad-Schiene-Kontakt dauerhaft erfasst. „Da gibt es ein großes Anwendungsfeld, denn damit wird auch die Infrastruktur überwacht“, so Moder.

Jeden Tag werden auf der Schiene hunderttausende Kilometer zurückgelegt. Zyglox will jeden davon nutzbar machen, um zu lernen, zu verbessern und vorherzusagen. Mit herkömmlichen Methoden war das Erfassen dieser Daten bisher zu teuer, zu langsam und zu aufwendig. © Zyglox

Physik aus dem Trafo, Sensoren aus dem Weltraum

Technisch nutzt Zyglox hochsensitive Magnetfeldsensoren aus der Raumfahrt, das Startup ist Teil eines Downstream-Programms der ESA. Das Prinzip erklärt Moder am Transformator: Der brummt, weil das Magnetfeld des Wechselstroms den Stahl minimal dehnt. „Und wir machen das Umgekehrte: Wenn sich der Stahl dehnt, ändert sich sein Magnetfeld in der Umgebung.“ Ein aktives Messverfahren berücksichtigt dabei den linearen Zusammenhang zwischen Belastung und Sensorsignal. Die Technologie ist patentiert, entwickelt und montiert wird in Graz.

Betreiber als Kunden, Wartung als Hebel

Als primäre Kunden sieht Zyglox die Bahnbetreiber, bei denen die Wartungskosten anfallen. Dazu kommt die Sicherheit: „Es gibt viele Vorfälle, die vielleicht nicht zu einem Unfall führen, wo man aber trotzdem sicherer und zuverlässiger unterwegs wäre, wenn man gutes Condition Monitoring hat.“

Ein kleines Pilotprojekt ist bereits abgeschlossen. Für 2027 ist der Einbau des Systems in Fahrzeuge im regulären Streckenbetrieb geplant, zunächst als Prototyp für einige Wochen Messung. Danach folgt die Zulassung. Ende 2027 soll daraus ein fertiges Produkt werden, erst dann könne die Skalierung beginnen, sagt Moder. An Interesse mangelt es nicht: „Wir können gar nicht alle Pilotprojekte machen“, weil Sensorentwicklung samt Software personalintensiv sei. Ende September zeigt das Team den Prototyp auf der InnoTrans in Berlin, der größten Messe für Schienenfahrzeuge.

Mit aws Preseed und aws Seed vom Effekt zum Produkt

Finanziert hat sich Zyglox bisher aus eigenen Mitteln und über die Austria Wirtschaftsservice (aws). Mit aws Preseed, konkret im Programm „aws Preseed | Seedfinacing – Deep Tech“, hat das Startup die ersten eineinhalb Jahre an der Sensortechnologie getüftelt. „Es hat uns die Möglichkeit gegeben, eine Idee, die bereits validiert war, einfach zu erproben. Einfach Zeit zu haben, weil Hardware dauert ein bisschen, etwa Prototypen zu iterieren“, sagt Moder. Es sei vor allem darum gegangen, „sicherzustellen, dass das dann ein Produkt werden kann“. Seit Mitte 2025 ist Zyglox im Seed-Programm der aws, das voraussichtlich bis Anfang 2028 läuft. Das Team ist inzwischen auf rund sieben Personen gewachsen. Für die Skalierungsphase im kommenden Jahr will sich das Startup nach Investoren umsehen: „Wenn eine Bestellung eintritt oder größer wird, werden wir das mit den aktuellen Mitteln wahrscheinlich nicht mehr stemmen können.“

Standortvorteil Graz

Den Standort Graz sieht Moder als klaren Vorteil: Siemens fertigt hier Fahrwerke, dazu kommen Messdienstleister, Prüfstandbauer und Nextsense. Zyglox sitzt direkt am Campus der TU Graz, mit Zugang zu Prüfständen der Universität und Maschinen der voestalpine. „Die gesamte Infrastruktur ist einzigartig“, sagt Moder. „Im Silicon Valley könnten wir das Produkt wahrscheinlich nicht entwickeln, in Österreich geht es besser. Das ist eigentlich ein bisschen verrückt, aber wir haben hier die optimalen Bedingungen.“


Disclaimer: Dieser Artikel ist im Rahmen einer Medienkooperation mit der Austria Wirtschaftsservice (aws) entstanden.

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