Nat?rliche Und K?nstliche Intelligenz: Ein Kritischer Vergleich

ISBN-13: 9783662684009 / Niemiecki

Gerhard Roth; Lukas Tuggener; Fabian Christoph Roth

Spis treści

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 11

2 Menschliche Intelligenz 14

2.1 Was ist menschliche Intelligenz, und wie misst man sie? 14

2.2 Gibt es geschlechtsspezifische Unterschiede? 17

2.3 Der Voraussagewert des IQ 18

2.4 Einflussfaktoren auf die Intelligenz 19

2.5 Die Individualentwicklung menschlicher Intelligenz 19

3 Intelligenzleistungen bei nichtmenschlichen Tieren 24

3.1 Intelligenz und Lernen 31

3.1.1 Formen des Lernens 31

3.2 Kognitive Leistungen unterschiedlicher Tiergruppen 36

3.2.1 Kognitive Leistungen und Intelligenz bei Wirbellosen 38

3.2.2 Kognitive Leistungen und Intelligenz bei Wirbeltieren 42

3.2.3 Emotion und Motivation 66

3.3 Zusammenfassung: Wer hat bei der Intelligenz die Nase vorn? 70

4 Neurobiologische Grundlagen kognitiver Leistungen 75

4.1 Das Gehirn wirbelloser Tiere 76

4.2 Das Gehirn der Wirbeltiere 78

4.2.2 Die Großhirnrinde der Säuger 80

4.3 Verlauf der Hirnentwicklung. 85

4.4 Grundaufbau und Grundfunktionen von Nervenzellen 86

4.4.1 Das Ruhemembranpotenzial 88

4.4.2 Das Entstehen des Aktionspotenzials 90

4.4.3 Das Entstehen des prä- und postsynaptischen Potenzials 92

4.4.4 Integrative Eigenschaften einer Nervenzelle 93

4.4.5 Impulsfortleitung 94

4.4.6 Neurotransmitter und Neuromodulatoren 95

4.4.7 Die Spezifität der Rezeptoren 97

4.4.8 Prinzipien komplexer Informationsverarbeitung im Gehirn. 97

4.5 Neurobiologische Grundlagen von Lernen und Gedächtnisbildung 98

4.5.1 Lernen als Veränderung der synaptischen Übertragung 101

4.5.2 Die Arbeit des Hippocampus 103

4.5.3 Das limbisch-emotionale Gedächtnis 105

4.6 Die neurobiologischen Grundlagen intelligenter Leistungen 106

4.6.1 Der Zusammenhang von Körpergröße, absoluter und relativer Gehirngröße und Intelligenz 107

4.6.2 Der Enzephalisationsindex 112

4.6.3 Oberfläche und Volumen des Cortex 113

4.6.4 Packungsdichte und Anzahl corticaler Neurone. 116

4.6.5 Zahl der Cortexareale und weitere Merkmale des Cortex 118

4.6.6 Besonderheiten des Primatencortex 119

4.6.7 Neurobiologie des Bewusstseins 120

4.6.8 Die neurobiologischen Grundlagen der menschlichen Sprache 126

4.6.9 Die neurobiologischen Grundlagen der Bedeutungserfassung und des Verstehens 129

4.6.10 Die neurobiologischen Grundlagen abstrakter geistiger Leistungen. 131

4.7 Was sagt uns dies? 133

5 Künstliche Intelligenz 136

5.1 Wie definiert man künstliche Intelligenz? 137

5.2 Worauf beruhen die KI-Verfahren? 142

5.3 Information und Bedeutung 143

5.4 Logisch-mathematische Grundlagen der KI 146

5.5 Symbolische und subsymbolische, lernende und nichtlernende Datenverarbeitung 151

5.5.1 Wissenssysteme – Expertensysteme 152

5.5.2 Entscheidungssysteme 154

5.5.3 Maschinelles Lernen 155

5.5.4 Künstliche neuronale Netze 161

5.5.5 Fortgeschrittene Diagnostik- und Entscheidungssysteme 173

5.5.6 Text- und Spracherkennung („natural language processing“ NLP), dialogische Programme 184

5.6 Anwendungsmöglichkeiten von KI-Systemen im Privatleben, in Wirtschaft und Gesellschaft 192

5.6.1 Emotionserkennung und -simulation durch KI-Systeme 193

5.6.2 Emotionserkennung anhand der Mimik 194

5.6.3 „Emotionale Roboter“ 197

5.6.4 Gedanken- und Absichts-Erkennung per Hirnscanner 198

5.6.5 Neuromarketing 200

5.6.6 Autonome Fahrzeuge 200

5.6.7 KI in der Industrierobotik 202

5.7 Wie sieht die nahe Zukunft der Künstlichen Intelligenz aus? 203

5.7.1 Quantencomputer 203

5.7.2 „Neuromorphic Computing“ 204

5.7.3 Das Problem der Kreativität und Innovation 205

5.7.4 Werden KI-Systeme jemals ein Bewusstsein haben? 206

6 Gehirne und KI – wer übertrifft wen worin? 207

6.1 Die Modellierung des einzelnen Neurons 209

6.2 Die Realisierung der horizontalen und vertikalen Organisation neuronaler Systeme 210

6.3 Kann ein KI-System nicht doch ein Grundprinzip oder eine Bedeutung verstehen? 212

6.4 Der Selbstbewertungs-Algorithmus und die „verkörperte KI“ 214

6.5 Interaktion mit der Welt – der Weg zu starker KI? 214

6.6. Konstruktion und Prädiktion 216

7 Wie geht unsere Gesellschaft mit den KI-Systemen um? 217

7.1 Das Problem moralischer Entscheidungen 218

7.2 Welche realen Gefahren haben schon jetzt KI-Systeme? 220

8 Zusammenfassung und Ausblick 222

Literatur 229

O autorze

​Gerhard Roth zählt zu den bekanntesten Hirnforschern Deutschlands. Er forschte und lehrte am von ihm gegründeten Institut für Hirnforschung an der Universität Bremen. Er war Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften und von 1997 bis 2008 Rektor des Hanse-Wissenschaftskollegs in Delmenhorst. Er hat neben einer Vielzahl an Fachartikeln und -büchern auch zahlreiche Sachbücher veröffentlicht, die große öffentliche Aufmerksamkeit und Verbreitung erlangt haben.

Lukas Tuggener ist KI-Forscher am Centre for Artificial Intelligence der ZHAW School of Engineering in Winterthur.

Fabian C. Roth ist Neurobiologe und forscht und lehrt am Institut für medizinische Grundlagenforschung (IMB) der Universität Oslo.

Blurb

Dieses Sachbuch fasst die wissenschaftlichen Grundlagen der natürlichen und künstlichen Intelligenzsysteme zusammen und analysiert ihre Leistungen in einem kritischen Vergleich. Fachkenntnisse sind keine Voraussetzung. 

Nach einer Einführung in die Intelligenzforschung folgt die Beschreibung menschlicher und tierischer Intelligenz und deren neurobiologischen Grundlagen. Dieser natürlichen Intelligenz wird im Anschluss die künstliche Intelligenz gegenübergestellt, wobei die wichtigsten Grundprinzipien und die Entwicklung hin zu heutigen KI-Systemen betrachtet werden. Dies beinhaltet auch die wichtige Frage, inwiefern KI-Systeme vom Gehirn und dessen Arbeitsweisen lernen können und ob durch das „Nachbauen“ von Nervenzellenverbünden mit den sogenannten neuromorphen Chips vergleichbare Leistungen erreichbar sind oder sein werden. 

Ein besonderer Fokus liegt auf der kritischen Betrachtung und Einordnung der Fähigkeiten von KI-Systemen in Hinblick auf Denken und Handeln als eine selbstständige Entscheidungsinstanz. Letzteres wirft Fragen hinsichtlich moralischer Entscheidungen und des möglichen Kontrollverlusts über solche Systeme auf, die zurzeit nicht abschließend beantwortet werden können

Die Autoren

​Gerhard Roth zählt zu den bekanntesten Hirnforschern Deutschlands. Er forschte und lehrte am von ihm gegründeten Institut für Hirnforschung an der Universität Bremen. Er war Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften und von 1997 bis 2008 Rektor des Hanse-Wissenschaftskollegs in Delmenhorst. Er hat neben einer Vielzahl an Fachartikeln und -büchern auch zahlreiche Sachbücher veröffentlicht, die große öffentliche Aufmerksamkeit und Verbreitung erlangt haben.

Lukas Tuggener ist KI-Forscher am Centre for Artificial Intelligence der ZHAW School of Engineering in Winterthur.

Fabian C. Roth ist Neurobiologe und forscht und lehrt am Institut für medizinische Grundlagenforschung (IMB) der Universität Oslo.