Zeit-beschleunigte informationstechnische Evolution
Informationstechnische Evolution:
Zeit-beschleunigt - Zahlen und Daten

Zahlen und Daten
zur IT-Evolution

Stand der Technik
und Wissenschaft

Visionen aus der
KI-Forschung

Entwicklung von Prozessoren

Die Quellen siehe in der Linkliste

Diese Quellen beschreiben ebenfalls die rasanten Entwicklungen u.a. über Speicher, Taktfrequenzen und Datenbus.

Jahr	INTEL-Prozessor		Motorola-Prozessor		Rechen- opera- tionen pro Sekunde
Jahr	Name	Anzahl "Transis- toren"	Name	Anzahl "Transis- toren"	Rechen- opera- tionen pro Sekunde
1970	4004	2.300	....	....	60.000
1972	8008	....	....	....	100.000
1974	8080	4.500	....	....	250.000
1978	8086	29.000	....	....	800.000
1979	....	....	68000	68.000	....
1983	80286	134.000	....	....	1.600.000
1985	80386	275.000	....	....	6.000.000
1986	....	....	68030	300.000	....
1989	80486	1.200.000	....	....	20.000.000
1993	Pentium	3.200.000	....	....	100.000.000
1995	Pentium Pro	5.500.000	....	....	440.000.000
1997	Pentium II	7.500.000	....	....	466.000.000
...	...	...	...	...	...

Computer Power verfügbar
für AI und Roboterprogramme

Auszug nach Hans Moravec,
Direktor des Mobil Robot Laboratory der Carnegie Mellon Universität in Pittsburgh USA

Quelle: siehe Links ins Internet

Alle Zahlen sind Näherungszahlen

Zeitspanne	Computer Power Name Prozessor	Rechen- operationen pro Sekunde	Kosten in US$
1952-1955	Johnniac	10	500.000
1960-1964	DEC PDP 1	25.000	700.000
1964-1974	DEC PDP 6	40.000	1.000.000
1970-1980	DEC PDP 10	100.000	2.000.000
1983-1987	SUN 2	200.000	30.000
1987-1990	SUN 3	500.000	20.000
1985-1992	80386 PC	6.000.000	5.000
1991-1995	80486 PC	20.000.000	5.000
1998-2000	Pentium	100.000.000	5.000

Die Top Ten Computer
im Jahre 2004

Der Trend geht zu Verbundsystemen, die aus relativ einfach vernetzten Bausteinen bestehen sowie zu so genannten massiv parallel Systemen.

1 Teraflop = 1 Billion
Rechenoperationen pro Sekunde

1 Billion = 1.000.000.000.000

Quelle:
DIE ZEIT, Juni 2004
www.zeit.de/2004/27
/earth simulator

Rang	Name des Computers	Land	Zahl der Prozessoren	Rechen- leistung in Teraflops
1	Earth Simulator	Japan	5120	35,9
2	Thunder	USA	4096	19,9
3	Asci Q	USA	8192	13,9
4	Blue Gene/L	USA	8192	11,7
5	Tungsten	USA	2500	9,8
6	eServer pSeries 690	Groß- britannien	2112	9,0
7	Riken Super Combined Cluster	Japan	2800	8,7
8	Blue Gene/L	USA	4096	8,7
9	Mpp2	USA	1936	8,6
10	Dawning 4000A	China	2560	8,1

Die Entwicklungen schreiten voran!

http://www.top500.org/
berichtet im Jahr 2007

The BlueGene/L reached a Linpack benchmark performance of 280.6 TFlop/s(“teraflops” or trillions of calculations per second). Two other systems exceeded the level of 100 TFlop/s: the upgraded Cray XT4/XT3 at DOE’s Oak Ridge National Laboratory, ranked No. 2 with a benchmark performance of 101.7 TFlop/s; and Sandia National Laboratory’s Cray Red Storm system, which ranked third at 101.4 TFlop/s.

Zum Vergleich: Entwicklung der Komplexität von Nervensystemen
bei Tier und Mensch

Lebewesen	Rechenoperationen pro Sekunde
Insekt	10^8 ..= 100.000.000
Maus	10^11 = 100.000.000.000
Mensch	10^16 = 10.000.000.000.000.000
alle Menschen zusammen	10^26 = 100.000.000.000.000.000.000.000.000

Stand der Technik und der Wissenschaft

Rodney Brooks,
Direktor am Artificial Intelligence Laboratory des Massachusetts Institute of Technology in Bosten mit seiner Schöpfung Cog.

Cog sollte lernen, mit Kameraaugen und Aluminumhänden die Welt zu begreifen. Heute holt sich
Brooks Tipps bei der Evolution. Nach dem evolutionären Prinzip von Variation und Auslese sollen sich die "Wesen" immer wieder selbst verdrahten.

Literatur: Rodney Brooks: Menschenmaschinen -
Wie uns die Zukunftstechnologien neu erschaffen;
Campus, Frankfurt/Main, 2002

Stand der Technik

Schweißroboter sind uns schon so bekannt, dass sie bei uns keinen Widerstand mehr erzeugen. Aber, das war vor 30 Jahren noch ganz anders! Es gab heftigen Streit darüber, ob solche Dinger in der Produktion eingeführt werden sollten. Handhabungsautomaten auch für andere Zwecke, zum Beispiel zum Farbsprühen, sind uns ebenfalls bekannt.

Der Roboter-Arm ist sensorisch mittels neuronalem Netz darauf "programmiert" mit Gefühl zuzupacken: Einen Ball zu ertasten und festzuhalten. Es könnte auch ein rohes Hühnerei sein.

Der Aufmarsch
der Roboter weltweit

Quelle: bdw 1/2004

Robotertyp	Zahl 2002	Zahl 2006
Reinigung	3.370	5.080
Abriss	2.700	4.210
Unterwasser	3.680	6.730
Medizin	2.285	8.375
Behinderte	175	315
Sicherheit	260	4.100
Tanken	55	1.105
Agrar	730	2.180
Labor	1.050	1.460
Haushalt	53.500	691.500
Unterhaltung	545.000	2.045.000
Lehre	8.300	23.620
Marketing	20	10.120
andere	4.315	14.885

Das Wettrüsten der Biobots - Auszüge

von Manuela Lenzen,
DIE ZEIT, März 2002

"In der kommenden Woche beginnt im Magna Science Edventure Park im englischen Yorkshire ein ungewöhnliches Experiment: In einer umzäunten Arena wird ein Gruppe räuberischer Fleischfesser auf eine Herde friedliebender Pflanzenfresser losgelassen. Blut wird dabei allerdings keines fließen, denn alle Protagonisten sind Roboter, die Tieren nachempfunden sind, so geannte Biobots." ...

Robodoc, übernehmen Sie!

Medizinische Roboter operieren schon seit langem, doch so leicht wie "Raven" ist keiner. Er wurde an der University of Washington entwickelt. Sein Federgewicht war ein Hauptziel des abgespeckten Designs: Er soll als mobiler Roboterchirurg in Katastrophen- oder Kriegsgebieten zum Einsatz kommen.

Quelle: DIE ZEIT v. 26.4.2007

Umfrage zur Technikakzeptanz bei der deutschen Bevölkerung ab 14 Jahren durch den Deutschen Verband der Elektrotechnik (VDE)

Angaben in Prozent

Quelle: bdw 1/2004

Telemedizin	43
Bildung	43
Informationen über Datendienste	39
Telearbeit	37
Online-Einkauf, Homebanking	35
E-Government	35
Verkehrstechnik	31
UMTS	21

Stand der Wissenschaft

Gerhard Roth, Hirnforschung

Werner Dörner, Psychologie

"Auf der einen Seite fühlt man sich als Hirnforscher geschmeichelt, wenn viele Leute zu den eigenen Vorträgen kommen. Wenn man aber darlegt, dass Geist und Bewusstsein mit naturwissenschaftlichen Methoden untersucht werden können, dass man vielleicht Geist und Bewusstsein wird nachbauen können, dann kommt oft große Angst auf." Wenn sich Gerhard Roth, Professor für Hirnforschung, so nach einem Vortrag äußert, dann steckt in dieser Aussage auch ein Idee davon, welche Ziele er in zukünftigen Entwicklungen anstrebt. ...
"Seit Hunderten von Jahren versuchen Menschen die besonderen Leistungen ihres Denkapparates zu erklären, doch erst seit kurzer Zeit ist es möglich, die spezifischen Fähigkeiten des Gehirns wie Lernen und Gedächtnis auf neuartigen Computerprogrammen - den neuronalen Netzen - zu installiern. In dieser "technischen Verfügbarkeit" des Gehirns - wenn auch derzeit noch in sehr rudimentärer Form - liegt der eigentliche Reiz der Neuroforschung." Wenn sich Hans-Werner Bothe, Professor für Neurochirurgie in Münster und Michael Engel, Wissenschaftsjournalist für Neurobionik, in der Einleitung ihres Buches "Neurobionik" (Umschau Verlag Frankfurt 1998) so äußern, dann erwarten sie eine Fülle von Neuroprothesen für das menschliche Gehirn, die mit dem menschlichen Nervensystem kommunizieren, sich also verständigen können. ...

"Der Mensch kann nicht vernetzt denken und er denkt viel zu langsam", so Werner Dörner, Professor für Psychologie.
"Wir erleben heute z.B. immer wieder, dass wenn mehr als 3 Parameter miteinander wechselwirken, wir ohne mediale Hilfen kaum noch in der Lage sind, die Wechselwirkungen zu verstehen."
Die Abhängigkeiten zwischen Preis und Nachfrage zu erkennen, das geht noch. Aber wenn Werbung, Nachfrage, Preis, Gewinn, Geldstabilität, Steuern, Renten, Bevölkerungswachstum, Informationskosten, Sozialkosten, Umweltkosten und Arbeitsplätze - um nur einige wechselwirkende Parameter zu nennen - miteinander vernetzt auf die Zielgrößen eines humanverträglichen, ökologieverträglichen und generationenverträglichen Lebens erkannt werden sollen, dann streikt unser Gehirn.
Neuronale Systeme, implantiert in unser Gehirn, wären ein Lösungsweg. Denn die Komplexitäten müssen verstanden werden und in unserer Gesellschaft von ganz vielen Menschen gesehen werden, damit Umwertungen in unserem Handeln überhaupt stattfinden können.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Neurobiologie und der künstlichen Intelligenz-Forschung machen sich zur Zeit noch kein Bild vom äußerlichen Aussehen eines nachbiologischen Lebewesens, aber sie entwerfen ihre Prognosen darüber auf der Basis der Entwicklungen in den letzten Jahrzehnten.
In so genannten Delphi Studien werden Expertinnen und Experten über zukünftige Entwicklungen ihrers Arbeitsbereiches befragt. Delphi-Prognosen sind also wissenschaftliche Erwartungen unter Einschätzung auch von gesellschaftlichen und ethisch-moralischen Einstellungsänderungen.

Notwendige Diskussionen auf der Grundlage des Standes der heutigen IT-Technik
und KI-Forschung

Die Frage etwa, wie wir mit neuartigen Cyber-"Lebewesen" umgehen wollen, muss in unserer menschlichen Gesellschaft diskutiert und geklärt werden.

Die informationstechnischen Evolutionen werden durch Menschen bewirkt und Menschen definieren auch den Begriff des Lebens neu. Sie sprechen von nach-biologischem oder neben-biologischem Leben.
Aber die Evolutionsgeschichte von Robotern steht erst an ihrem Anfang und Roboter"gehirne" nähern sich heute dem Nervensystem von Insekten und Mäusen.
Wir wissen heute, dass sich die Komplexität des Nervensystems alle 15 Millionen Jahre verdoppelte. Doch die robotische Evolution verläuft im Vergleich zur biologischen Entwicklung etwa 10 Millionen Mal so schnell: Alle 15 bis 18 Monate verdoppelt sich die Rechenleistung integrierter Schaltkreise und sie wird durch "Neuronale Netze" erneut sehr(!) stark ansteigen.
Die meisten heute in Funktion befindlichen Computer sind Rechner, bei denen die Daten und Programme im selben Speicher sind. Dieses Prinzip stammt von J. von Neumann (1903 - 1957). Heutige Verbundsysteme und MassivParalleleSysteme sowie Neuronale Netze folgen einem anderen Prinzip. Letztere sind "Nicht-von-Neumann-Rechner" (so genannte Non-Von's). Sie "stecken" u.a. in Implantaten und immer mehr auch in Robotern.
Aus dem obigen Datenmaterial ergibt sich u.a. die Prognose, dass etwa im Jahre 2025 die Rechenleistung des menschlichen Gehirns für 1000 $ zu kaufen ist. Prognosen dieser Art fördern die Bereitschaft bei Kapitalgebern, zum Beispiel die Entwicklung von komplexen Haushaltsrobotern zu fördern. Sie sind ein neuer Absatzmarkt!


		Visionen aus der KI-Forschung

Hans Moravec, geb. 1945 in Östereich ist Direktor des Mobil Robot Laboratory der Carnegie Mellon Universität in Pittsburgh USA		Ideen von nachbiologischen "Lebens"formen gehen über gesicherte Prognosen hinaus und Visionen enthalten immer auch persönliche Phantasien von der Zukunft. Aber an deren Realisierung wird in KI-Teams rund um die Erde gebastelt und geforscht. "Was vor uns liegt, kann als Entwicklung neuer Lebensformen bezeichnet werden. ... Die jetzige Computergeneration wurde bereits mit Hilfe der vorangegangenen Generation konstruiert und hätte auch nicht anders konstruiert werden können - sie ist zu komplex. ... Und wegen der Beschleunigung der Entwicklungen lässt sich voraussagen, dass irgendwann Informationen in der Lage sein werden, unabhängig von uns zu leben. Vermutlich in der Form von Maschinen die sich selbst produzieren und ihre eigenen Nachfolger konstruieren. ..." In seinem neuen Buch: Computer übernehmen die Macht - Vom Siegeszug der künstlichen Intelligenz, Campe, Hamburg 1999 formuliert Moravec: "Auf einer solideren Basis als in Mind Children (ein Vorgängerbuch bei Campe, 1990) kann ich im vorliegenden Buch (S 148 ff) für Tausend-Dollar-Computer in vierzig Jahren Menschen-ähnliche Kompetenz vorhersagen." 1 MIPS = 1 Million Rechenoperationen per Sekunde
		Hans Moravec prognostiziert:
		Universalroboter der ersten Generation für das Jahr 2010, mit einer Rechenleistung von 3000 MIPS (Eidechsenniveau) und den besonderen Kennzeichen: Mehrzweck-Wahrnehmung, Manipulation und Beweglichkeit. "Not a man in a spacesuit, but a self-contained research robot developed over a decade by a group of thirty engineers at Honda Motors of Japan, perhaps as a hedge against future reverses in the automobile market. The ``backpack'' contains power and computing. The machine has fully functional arms and camera eyes, and can find stairs and move objects. Its most advanced skill, so far, is walking, on flat and sloped ground, and up and down stairs. It is as humanlike in its motion as in its appearance. If pushed, it shifts its posture or begins to walk to keep equilibrium. ...." http://www.frc.ri.cmu.edu/ users/hpm/book98/ fig.ch4/p099.html

		Universalroboter der zweiten Generation für das Jahr 2020, mit einer Rechenleistung von 100.000 MIPS (Mausniveau) mit dem besonderen Kennzeichen: Akkomodationslernen. "This conceptual design for an automatic home vacuum cleaner of the near future is intended to function with very little instruction from its owner. It has omnidirectional wheels, stereoscopic eyes on all faces, and 1,000 MIPS of processing programmed to give it a 3D sense of space. The robot is shown vacuuming under furniture, at a docking station regurgitating accumulated dust and recharging with retracted nozzle, moving at an angle to clean room edges and corners, and topping up its batteries at a handy socket, using an optional ``field recharging arm.'' These 3D images were generated by Jesse Easudes using the ProEngineer program, and decorated with Photoshop." http://www.frc.ri.cmu.edu/sers/hpm/book98/ig.ch4/p094.html

		Universalroboter der dritten Generation für das Jahr 2030, mit einer Rechenleistung von 3000.000 MIPS (Affenniveau) mit dem besonderen Kennzeichen: Weltmodellierung (nebenstehend ein Roboter, der Pakete austrägt!) "This 3D image was generated by Jesse Easudes using the ProEngineer program." http://www.frc.ri.cmu.edu/sers/hpm/book98/ig.ch4/p108.html

		Universalroboter der vierten Generation für das Jahr 2040, mit einer Rechenleistung von 100.000.000 MIPS (Menschenniveau) mit dem besonderen Kennzeichen: Denken. "A Bush Robot prepares to juggle as only a bush robot can. With trillions of precisely controlled molecular fingers orchestrated by a million-times-human supermind, magic is routine for this ultimate in physical bodies." http://www.frc.ri.cmu.edu/ users/hpm/book98/ fig.ch5/p153.html
		Weitere Visionäre mit ihren Prognosen:
		Christof von Malsberg, Bochumer Professor für Neuroinformatik, gehört zu den Weltbesten, die sich um eine automatisierte Gesichtserkennung durch Parallelrechner verdient gemacht haben. Er gewann gegen eine starke US-Konkurrenz in einem Wettbewerb, den das Militär ausgeschrieben hatte, den ersten Platz. Er sagt: "Es ist sicher, dass es bereits in wenigen Jahren denkende Maschinen geben wird, die den Menschen ganz fürchterlich vom Thron stoßen werden."

		Jon McCaskill und Uwe Tangen vom IBM in Jena präsentieren sich mit dem Rechner "Polyp" in nebenstehendem Bild. Der Bildschirm zeigt, wie sich ein Schaltkreis selbständig (also ohne menschliche Hilfe) weiterentwickelt. Sie formulieren: "Wir befinden uns an der Schwelle zum Zeitalter des evolutiven Maschinen-Designs."

		Hugo de Garis bezeichnet sich als "Brain Builder". Seine Maschinen-Katze soll nächstes Jahr durch die Flure des ATR-Laboratoriums in Kyoto, Japan, laufen. De Garis ist sicher: In Zukunft werden künstliche Gehirne, wie er sie baut, die Herrschaft auf der Erde übernehmen. Er sagt: "Die künstlichen Gehirne könnten uns bald töten wie Insekten."

		Der Golem aus dem Rechner (Die Zeit, v. 11.1.2007) US Robotiker Hod Lipson ist ein Vertreter der so genannten Evolutionären Robotik. Der recht junge Forschungszweig will dem Maschinenreich Fähigkeiten verleihen, die bisher dem organischen Leben vorbehalten waren. Maschinen sollen wachsen, mutieren, sich an eine veränderte Umwelt anpassen und vervielfältigen. Golem steht als Akronym für: Genetisch organisierte lebensähnliche Elektro-Mechanik. Er entstand nicht aus den Händen eines Töpfers, wie im alten jüdischen Mythos, sondern in einem 3D-Drucker.