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Blinde
sehen, Taube hören, Lahme gehen
Biologische und informationstechnische Evolution
- Zahlen und Daten |
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Biologische Evolution: quälend langsam | |
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"Der Mensch stammt vom Affen ab", so verunglinften Zeitgenossen den Biologen Charles Darwin
(1809 - 1882).
Die Erkenntnisse von Darwin, die er in seinem Buch "Über die Entstehung der Arten" aufgeschrieben hat, passten damals in der westlichen Welt nicht zur gültigen Schöpfungsgeschichte in der Bibel. Aber auch noch heute gibt es Glaubens-Gemeinschaften, die die von Charles Darwin begründete Evolutionstheorie ablehnen.
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Als biologische Evolution bezeichnet man die Entwicklung der Organismen (Lebewesen) im Lauf der Erdgeschichte. Evolution entsteht aus dem Zusammenwirken von genetischer Variation (Breite der Vielfalt) und Mutation sowie natürlicher Selektion (Auswahl und Anpassung).
Im Chaos der Ursuppe bilden sich Selbstähnlichkeiten als erste geordnete Umwelten, in denen sich zunächst einfache, dann komplexere Proteine entwickeln und mit ihnen ein Alphabet für die Weitergabe von Informationen.
Es gestalten sich Vorformen von Zellen, dann Einzeller und schließlich Vielzeller.
Die Evolution der Arten lässt sich heute bis zu ihren molekularen Grundlagen verfolgen. Als Theorie ist sie heute wissenschaftlich anerkannt.
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Wachstum von "Gehirn"volumen |
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Quelle:
Evolution of the human brain,
Ralph Holloway
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Vor ... Jahren |
Homonid |
Fundort |
Volumen des Schädels
in Milliliter |
3.200.000.000 |
Australophitecus afarensis |
... |
343 - 485 |
2.500.000.000 |
A. africanus |
Südafrika |
428 - 485 |
... |
A. robustus |
Südafrika |
530 |
1.800.000.000 |
Homo habilis |
Ostafrika |
590 - 700 |
... |
Homo ergaster |
... |
804 - 909 |
ab 500.000 |
Homo erectus |
Ostafrika |
815 - 1225 |
ab 40.000 |
Homo sapiens neanderthaliensis |
Europa / Düsseldorf |
1305 - 1640 |
ab 100.000 |
Homo
sapiens sapiens |
... |
910 - 2100 |
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Körpergewicht und
Gehirngewicht |
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Wie alles, was mit dem Gehirn zu tun hat, fasziniert uns auch die Hirngröße in besonderem Maße. In der folgenden Grafik ist das Körpergewicht gegen das Gehirngewicht im doppeltlogarthmischem Maßstab aufgetragen. |
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Informationstechnische Evolution
- Zahlen und Daten |
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Entwicklung von Prozessoren
Quellen siehe in der Linkliste.
Sie beschreiben ebenfalls die rasanten Entwicklungen u.a. über Speicher, Taktfrequenzen und Datenbus.
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Jahr |
INTEL-Prozessor |
Motorola-Prozessor |
Rechen-
opera-
tionen
pro
Sekunde |
Name |
Anzahl
"Transis-
toren" |
Name |
Anzahl
"Transis-
toren" |
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 |
... |
... |
... |
... |
... |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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Zum Vergleich: Entwicklung der
Komplexität von Nervensystemen
bei Tier und Mensch |
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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 |
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Stand der Technik und der Wissenschaft |
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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 |
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Stand der Technik |
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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. |
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Der Aufmarsch
der Roboter weltweit Quelle: bdw 1/2004
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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 |
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Das Wettrüsten der Biobots - Auszüge
von Manuela Lenzen,
DIE ZEIT, März 2002 |
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"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." ... |
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Umfrage zur Technikakzeptanz
bei der deutschen Bevölkerung ab 14 Jahren durch den Deutschen Verband der Elektrotechnik (VDE)
Angaben in Prozent
Quelle: bdw 1/2004
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Telemedizin |
43 |
Bildung |
43 |
Informationen über Datendienste |
39 |
Telearbeit |
37 |
Online-Einkauf, Homebanking |
35 |
E-Government |
35 |
Verkehrstechnik |
31 |
UMTS |
21 |
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Stand der Wissenschaft
Gerhard Roth, Hirnforschung
Werner Dörner, Psychologie
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"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. |
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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.
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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! |
Homo sapiens sapiens
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Homo
sapiens sapiens, die jüngste Kreation der biologischen Entwicklung,
erfindet mit Hilfe seines Gehirns, ihm dienstbare Werkzeuge als Ergänzung
seiner Sinne und Muskeln. Er entwickelt Schriften zur Externalisierung
und Weitergabe seines Wissens. Menschliche
Gehirne denken, verstehen und verständigen sich. Menschengruppen gestalten
Gesellschaften und entfalten Kulturen. Und erst ganz jüngst entwickeln
sich Wissenschaften, aus denen technische Artefakte, zeitbeschleunigt
in die Welt hinein geboren werden. Künstlich
geschaffene neuronale Systeme werden in Menschen implantiert, verbinden
und verständigen sich dort mit biologisch evolvierten Organen. Noch
stehen diese künstlichen Systeme unter der Kontrolle von KI - Forschern,
aber in ihren visionären Gedanken beginnen sie bereits ein Eigenleben
zu führen: |
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Homo
cyber neticus |
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"Der
Homo cyber neticus wird dem Homo sapiens geistig überlegen
sein, er wird sich zwar mit ihm verständigen, aber er wird sich selbständig
fortpflanzen und die Erde bevölkern. Homo cyber neticus wird, angepasst
an die vom Homo sapiens hinterlassenen miserablen Umweltbedingungen,
die Erde verlassen und andere Planeten bevölkern." So sagen Visionäre der KI-Wissenschaften.
Neuerdings trafen sich Menschen zur Veranstaltung Transvision 2004. Sie nennen sich Transhumanisten und setzen sich für eine morphologische Freiheit ein. Eine ihrer Forderungen ist die Freiheit, den eigenen Körper mit allen verfügbaren Mitteln so zu gestalten, wie es ihnen passt. "Lebe schnell und stirb nie!" könnte der Slogan dieser Bewegung sein. Eine Tiefkühlreligion, nennt sie Ferdinand Muggenthaler in seinem Artikel vom 7.10.2004 in der Zeit. |
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Siehe auch reales Problem:
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Letzte Änderung: 17.03.2008
© Pädagogisches Institut für die deutsche Sprachgruppe
- Bozen. 2000 -
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