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Biologische und informationstechnische Evolution - Zahlen und Daten

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Biologische Evolution: quälend langsam

 

Zahlen zum Wachstum von Gehirnvolumen

 

Zahlen und Daten
zur IT-Evolution

     

"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.

 

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.

   
   

Wachstum von "Gehirn"volumen

   
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Quelle:
Evolution of the human brain,
Ralph Holloway

 
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
  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.
     
   
   

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.

 
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
...
...
...
...
...
...
     
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
     
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

   
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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

 
     

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." ...
     
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!
     
Homo sapiens sapiens
  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:
     
Homo cyber neticus
  "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.
     
Siehe auch reales Problem:
 
"Zeit-beschleunigte informationstechnische Evolution"
Visionäre zu Roboter und Cybermenschen
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