Stellen Sie sich vor, Ihr Haus übernimmt die Kontrolle über alle technischen Systeme vom Kühlschrank bis zum elektronischen Türschloss und schließt Sie ein. Was im ersten Moment wie ein bekanntes Science-Fiction-Szenario klingt, ist Raúl Rojas beinahe passiert.
Künstliche Intelligenz bezeichnet ein Konzept, das zunehmend entscheidend für unseren Alltag wird. Während die meisten diesen Bereich als technisches Nerd-Thema abtun – nicht zuletzt mangels des fehlenden Basiswissens, werden die Auswirkungen auf unser Leben durch sogenannte „intelligente Systeme“ immer tiefgreifender.
Der Medienprofessor Dr. Raúl Rojas ist eine Koryphäe auf dem Gebiet künstlicher Intelligenz. Er habilitierte 1993 im Fach Informatik zum Thema „Künstliche Neuronale Netze“ und lehrt seit 1997 an der Freien Universität in Berlin als Professor für Intelligente Systeme und Robotik. In diesem Jahr wurde er vom Deutschen Hochschulverband (DHV) zum „Hochschullehrer des Jahres“ ernannt. Rojas hat so ziemlich jeden Preis und jede Auszeichnung in seinem Fachgebiet verliehen bekommen.
Er ist echter ein Glücksfall für die Freie Universität Berlin, denn seine Forschungen sind bahnbrechend und wegweisend für digitale Verkehrsleitsysteme und das führerlose Auto.
Das „intelligente Zuhause“ im Praxistest
Ebenso erforscht Rojas die Einbindung intelligenter Systeme in den privaten Bereich – und als gewissenhafter Forscher testet er die Technik zunächst an sich selbst. Dazu baute er sich bereits 2008 ein Smart Home und installierte den aktuellen Stand der Technik für die zentrale Steuerung nahezu aller elektronischer Geräte: Jeder Schalter, jede Glühbirne war erfasst und ließ sich wie die Heizung oder die Jalousien vorm Fenster über eine Smartphone-App steuern.
Dabei senden zum Beispiel die Glühbirnen regulär einmal pro Sekunde ein Signal über ihren Zustand an das Betriebssystem: „Ich bin ausgeschaltet, aber funktioniere noch.“ Ein Defekt in einer dieser „denkenden“ Glühbirnen veranlasste diese 2013 dazu, alle zehn Millisekunden ein Berichtsignal zu senden, was prompt die Leitungen blockierte und das gesamte System lahmlegte. Das entspricht im Grunde genommen einem Hacking-Angriff der Glühbirne auf das Zentralsystem. Eine klassische Dienstblockade – im Fachjargon „Denial of Service“ (DoS).
Eingebetteter MedieninhaltKarikatur: „Smart Home“; Quelle: www.timoessner.de
Professor Rojas hatte übrigens aus Sicherheitsgründen auf den Einbau elektronischer Türschlösser verzichtet – obwohl sie seit dem Hausbau im Schrank bereitliegen. Als Spezialist für intelligente Systeme kennt er nicht nur die Möglichkeiten, sondern auch die Risiken. Da die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, sollte der Praxistest vor allem die Grenzen der Technik aufzeigen. Diese zeigten sich allerdings bereits bei einem weitaus profaneren Alltagsproblem: Auch die Staubsauger-Roboter entwickelten ein Eigenleben. Darauf programmiert, möglichst dann aktiv zu werden, wenn wenig Aktivität im Haus war und die Bewohner vermutlich bei der Arbeit, begannen sie gerne nachts um drei mit der Reinigung der Wohnräume.
Intelligente Software vs. Smart Devices
Diese Form eines intelligenten Systems hat grundlegend wenig bis nichts mit Ihrem Smartphone oder ähnlicher Technik für den Hausgebrauch zu tun. Das einzig Smarte daran ist in der Regel die Vermarktung. Hier wurden einfach einige bereits verfügbare Technologien miteinander verbunden und zu einem neuen Gerät kombiniert. Das wurde bei dem lächerlichen Patente-Streit zwischen Apple und Samsung deutlich: Spätestens, als die Anwälte die Science-Fiction-Filme der 70er und 80er Jahre vor Gericht ausgruben, um zu beweisen, dass keiner von beiden das geistige Eigentum an Konzepten wie dem Touchscreen hatte, wurde deutlich, dass die Hersteller so gut wie nichts selbst entwickelt hatten.
Smartphones: mein Freund, die Wanze
Tatsächlich zeigte die Anfangszeit seit der Einführung der Smartphones zunächst eine ausgeprägte Datensammelwut bei den Geräteherstellern, Telekommunikationsunternehmen und Anbietern von Apps. Einerseits wollten die Entwickler natürlich das Nutzerverhalten analysieren, um die neue Technologie zu verbessern. Um Kamera und Telefon mit einen Minicomputer samt drahtloser Verbindung zu einem halbwegs funktionierenden Gerät zu vereinen, bedarf es schon eines guten Stücks Programmierarbeit.
Andererseits verlangen viele Apps verdächtig viele Datenfreigaben, welche für die Ausführung kaum sinnvoll erscheinen: Warum will ein Tetris-Verschnitt Zugriff auf mein Telefonbuch haben? Wofür braucht der Taschenrechner den Internetzugang?
Insgesamt erweckt der Smartphone-Markt den Eindruck eines Praxis-Betatests. Die oftmals wenig ausgereifte Technik wird gerne mit halbfertiger Betriebssoftware in den Verkauf geprügelt, wobei die Hersteller sich ein Kopf-an-Kopf-Rennen um Marktanteile liefern. Dabei haben die Anbieter in erster Linie verkaufsintensive Deadlines wie das Weihnachtsgeschäft im Fokus, statt sich Zeit für die Vollendung der Entwicklung zu einer gewissen technischen Mindestreife zu nehmen.
Der Spionageskandal um flächendeckende Ausspähmaßnahmen durch den amerikanischen Geheimdienst NSA und seine Partner offenbarte dabei einen ganz anderen Aspekt: Mittels hochspezialisierter Spionagesoftware wie XKeyScore durchforsten ausländische Geheimdienste in richtig großem Stil die weltweite Kommunikation und scannen dabei auch den Datenverkehr nach „verdächtigen Inhalten“. Wie lange vermutet und kürzlich in einem erschreckenden Ausmaß bestätigt, werden dabei auch unbescholtene Privatpersonen mit internationalen Terroristen auf eine Stufe gestellt, werden Behörden und Unternehmen von Partnerländern systematisch ausspioniert.
Darauf gibt es seitens betroffener Politiker wie Bürger bisher zweierlei Reaktionen: Entweder verstehen die Menschen die Brisanz, das Ausmaß und die Konsequenzen. Oder es ist ihnen schlichtweg egal. Ob aus Unwissenheit oder Ignoranz, sei dahingestellt. Mit dem Totschlagargument „Ich habe nichts zu verbergen“ wird ein großes, komplexes, schwer durchdringbares Thema lieber beiseitegeschoben – denn tatsächlich wird dieser Eingriff in die Privatsphäre nicht als solcher empfunden.
Smart TV: die Wände haben Ohren
Das ändert sich zunehmend mit der vermehrten Berichterstattung über Schnüffelprogramme auf dem Handy, über die Kooperationsbereitschaft der großen Hersteller und Diensteanbieter von Apple bis Google und nicht zuletzt durch die Enthüllungen von Edward Snowden.
Zudem fuhr sich der Gerätehersteller Samsung zu Beginn dieses Jahres ein herbes PR-Desaster ein, als bekannt wurde, dass seine sogenannten „Smart TV“ nicht nur großartig sind, um neben der Tagesschau im Internet zu surfen, sondern noch viel besser als riesengroße, hochauflösende Wanzen funktionieren. Mit dem vagen Hinweis im Kleingedruckten, der Fernseher würde „zur Serviceverbesserung“ das gesprochene Wort im Raum aufnehmen und an Samsungs Server schicken. Ob damit der Service für den Kunden oder der Service für Geheimdienste gemeint ist, bleibt offen.
Eingebetteter MedieninhaltKarikatur: „Samsung hört mit“; Quelle: www.timoessner.de
Beim Thema Smart TV fühlen sich die Kunden plötzlich tatsächlich bespitzelt – die Vorstellung, dass Kameras und Mikrofone im heimischen Wohnzimmer alles heimlich aufnehmen, weckt Erinnerungen an Stasi-Zeiten. Spätestens beim eindrucksvollen Drama „Das Leben der Anderen“ konnte man sich bildlich vorstellen, welch tiefschürfenden Eingriff in die Privatsphäre eine Totalüberwachung bedeutet. Der Film war übrigens auch in den USA ein großer Erfolg, was bei deutschen Produktionen eher selten ist.
Allerdings bestätigt jeder Kauf eines Smartphones oder Smart TV eines: Verdammt viele Menschen sind bereit, für ein wenig extra Service, technische Spielerei oder Prestige hinzunehmen, dass ausländische wie heimische Behörden mit Leichtigkeit ein komplettes Bewegungsprofil erstellen können und jederzeit die Freundesliste im Telefonbuch, die vertrautesten Bilder im Fotoalbum und sensiblen geschäftlichen E-Mail-Verkehr einsehen können.
Ein komplexes Thema einfach verpacken
Besonders schön pointiert wurde die Komplexität der Abhöraffäre von der amerikanischen Comedy-Show „Last Week Tonight“. Denn dem Moderator John Oliver schien es unbegreiflich, dass seine Landsleute das Thema Totalüberwachung gewissermaßen mit einem Achselzucken hinnahmen: „Ich hab nichts zu verbergen.“ Bis er begriff: Die Menschen haben schlicht keine Kapazitäten übrig, sich neben ihrem Alltag noch Gedanken über ein Thema zu machen, welches so komplex ist, dass selbst Fachleute Monate brauchten, um die Bedeutung von Snowdens Enthüllungen zu erfassen.
Als jedoch bekannt wurde, dass viele Geheimdienstler ihre Positionen missbrauchten, um für „love interest“ Daten abzugreifen – also etwa der hübschen Nachbarin von nebenan das Handy zu hacken und nach Nacktbildern zu durchscannen oder der Ex-Frau das Leben zur Hölle zu machen –, interviewte er in der New Yorker Innenstadt Passanten, ob sie dieses Detail ebenso kaltlassen würde. Im Kontext dazu gab es in den USA zu der Zeit einen mittelgroßen Skandal um Politiker, die Handyfotos ihres Gemächts an potentielle Geliebte verschickten, sogenannte „dick pics“ – frei übersetzt: „Pimmelbilder“.
Also fragte John Oliver die Passanten schlicht, was sie davon hielten, wenn die Regierung ihre „dick pics“ heimlich anschauen würde. Schlagartig wurden die Befragten wach und verkündeten quasi unisono, wenn es ein derartiges „dick pic programm“ gäbe, so wäre dies ein eklatanter Verfassungsbruch, ein tiefer Eingriff in die Privatsphäre, der sofort gestoppt werden müsste.
Das ist nicht nur journalistisch ein formidabler Spin – sondern auch ein glänzendes Beispiel dafür, wie man ein komplexes, schwammiges Thema greifbar und alltagsnah erklärt. Daher an dieser Stelle meine Video-Empfehlung: „Last Week Tonight: Government Surveillance“.
Künstliche Intelligenz: Chancen und Grenzen
Zugegeben, das war ein etwas längerer Exkurs in die Spionage, aber ein wichtiger. Zwei Aspekte sind beim Thema intelligente Systeme bzw. künstliche Intelligenz entscheidend:
Erstens hat die künstliche Intelligenz einige substanzielle philosophische Grundlagen, die Asimov’schen Gesetze. Diese wurden in ihrer Einfachheit sehr anschaulich im Film „I, Robot“ dargestellt. Die drei Grundregeln intelligenter Systeme bauen aufeinander auf und sollen sich gleichzeitig gegenseitig absichern, nach dem Prinzip „if – then – else“:
1. Ein Roboter darf keinen Menschen verletzen oder durch Untätigkeit gestatten, dass einem menschlichen Wesen Schaden zugefügt wird.
2. Ein Roboter muss den ihm von einem Menschen gegebenen Befehlen gehorchen – es sei denn, ein solcher Befehl würde mit Regel eins kollidieren.
3. Ein Roboter muss seine Existenz beschützen, solange dieser Schutz nicht mit Regel eins oder zwei kollidiert.
Zweitens ist das Ziel von intelligenten Systemen, dass die Technik uns Menschen dienen soll. Dabei analysiert die Technik unser Verhalten und optimiert dementsprechend ihr eigenes. Davon sind wir im Alltag oftmals noch meilenweit entfernt – in der Regel müssen wir als Benutzer die Technik verstehen und bedienen lernen, ansonsten ist sie nur ein Klumpen teurer Schrott. Denken Sie nur an die unzähligen Stunden unwiederbringlicher Lebenszeit, die Sie mit den technischen Problemen von Druckern daheim und im Büro vergeudet haben.
Intelligente Systeme heute: der Fall Rojas
Das zeigt sich besonders lebensnah am Fall des intelligenten Hauses des Informatikspezialisten: Wie Professor Rojas betont, war er selbst in der Lage, das Problem in seinem Haus zu beheben. Ein durchschnittlich technisch begabter Bürger wäre im Fall einer hackenden Glühbirne hoffnungslos verloren. Mir würde da unmittelbar nur einfallen, in der Not den Stecker zu ziehen, also die Sicherungen auszuschalten. Das hat Professor Rojas übrigens auch getan: Frei nach dem Motto „im Zweifel neu starten“, schaltete er sein System kurzerhand ab und führte einen Kaltstart durch – allerdings ohne Erfolg. Die kaputte Birne sendete wieder fröhlich ihre DoS-Attacke durchs System. Schließlich konnte der Entwickler das Problem manuell beheben – mit dem Laptop.
Nun kann man ein derartiges Ereignis noch als Kinderkrankheit einer neuen Technologie ansehen, die noch in der Anfangsphase ihrer Entwicklung steckt. Tatsächlich ist ein DoS-Ausfall nichts Neues, und auch bei Raúl Rojas lag das Kernproblem wohl eher in der Verbindung der einzelnen Komponenten.
Auch auf diesem Sektor tummeln sich inzwischen einige Akteure, die jedoch alle ihr eigenes Süppchen kochen; ein gemeinsamer Entwicklungsstandard für intelligente Systeme gibt es bis heute nicht. Rojas setzt bei der Entwicklung auf die Community aus Interessierten und Versierten und nutzt für sein Smart Home das System eines italienischen Anbieters für Hauselektronik wie Video-Türsprechanlagen oder automatische Lüftungen. Es handelt sich also um Softwarelösungen, die auf das Produktsortiment des Unternehmens zugeschnitten sind, statt eine umfassende Grundlagenforschung zu erfüllen.
So sind bereits viele mehr oder weniger intelligente Systeme in unseren Alltag integriert, ohne dass wir es großartig wahrnehmen. In der Regel wird eine entsprechende Spezialsoftware erst dann von der Öffentlichkeit bemerkt, wenn sie ausfällt – etwa wenn die Bordelektronik im Auto versagt –, oder als Randerscheinung von anderen Themen, die in den Medien aktuell sind.
Von Flugdrohnen und FU-Fighters
Dazu zählen zum Beispiel die intelligenten Steuerungssysteme von Flugzeugen und Drohnen, die für die Stabilisierung der Geräte in der Luft sorgen. Dabei laufen die Daten wie Höhe, Neigung, Geschwindigkeit oder Abweichung vom Kurs von verschiedenen Sensoren zusammen und werden vom Bordcomputer im Kontext zueinander berechnet, im Bedarfsfall reguliert der Autopilot von selbst Abweichungen etwa durch Windböen und hält das Flugzeug auf Kurs. Der Begriff „Autopilot“ deutet schon auf die Komplexität der Software dahinter hin – die Systeme sind beinah so komplex wie ein Mensch und müssen natürlich ebenso verlässlich sein. Boeing musste vor Kurzem einen peinlichen Bug, einen Software-Fehler, zugeben, nachdem die US-Luftfahrtbehörde eine Warnung zum Konzern-Vorzeigeflugzeug Dreamliner veröffentlicht hatte. Offenbar schaltet sich die Bordelektronik automatisch ab, wenn sie 248 Tage durchgehend in Betrieb ist.
Der technisch versierte Blogger Felix „Fefe“ von Leitner schreibt dazu: „Als Theorie liegt ein Integer Overflow nahe, wenn die intern mit 1/100 Sekunden rechnen. Dann kommt bei 248 Tagen ungefähr INT_MAX raus.“ Mit anderen Worten oder besser gesagt, sehr vereinfacht ausgedrückt: Wenn die Datenbank des Bordcomputers voll ist, schaltet das System sich aus.
So eine Notabschaltung wäre beim Start oder bei der Landung denkbar schlecht; allerdings kommt es selten vor, dass Linienflugzeuge gut ein Dreivierteljahr ohne Pause in Betrieb sind.
Raúl Rojas hat als Leiter der Arbeitsgruppe Intelligente Systeme und Robotik gemeinsam mit seinen Studenten an der Freien Universität übrigens selbst ein intelligentes System aus einem Team kleiner Fußball spielender Roboter gebaut. Die schwarzen Klötze haben nichts mit dem gemein, was man sich als Normalsterblicher unter einem Roboter vorstellt. Ihre Aufgabe ist es, ähnlich wie ein Schachroboter Züge vorauszuberechnen und die Schritte des Gegeners taktisch vorwegzunehmen. Die Forschungsgruppe hat ihre Roboter liebevoll FU-Fighters getauft – in Anlehnung an die mysteriösen Lichterscheinungen „foo-fighters“, die im Nachklang des Zweiten Weltkrieges weltweit vermehrt auftraten und von vielen als Zeichen außerirdischer Besucher gedeutet wurden. Das FU im Namen steht dabei natürlich für die „Freie Universität“.
Das Besondere gegenüber dem Schachcomputer ist, dass die FU-Fighters technisch gesehen eine Vernetzung mehrerer Miniroboter zu einem Multiroboter sind. Das ist vergleichbar mit dem Zusammenschluss von Computern zur Bewältigung großer Rechenleistungen oder noch genauer mit einem Bot-Netzwerk in der Software. Ähnlich wie Hacker versuchen, mehrere Computer mit Internetverbindung zu kompromittieren und zu übernehmen, um dann eine gemeinsame dezentrale Attacke auf ein Ziel zu starten, bewegen sich die Miniroboter der FU-Fighters unabhängig voneinander, aber als vereintes Netzwerk – Schwarmintelligenz im Anfangsstadium.
Zukunft zu Hause: das Smart Home
So ähnlich kann man sich auch das „intelligente Zuhause“ vorstellen. Inzwischen enthalten die meisten komplexeren Haushaltsgeräte kleine Computerchips mit simpler Steuerungssoftware. Als Faustregel gilt: Alles, was ein Programm hat, hat einen Prozessor.
Die Kunst des Smart Homes ist nun, diese Geräte miteinander zu verbinden, sie miteinander kommunizieren zu lassen und ihnen die technischen Fähigkeiten einzuhauchen, dass sie sich selbst ein- und abschalten und steuern können.
Ein Hersteller für intelligente Systeme in den eigenen vier Wänden stellt dabei auf seiner Homepage die richtigen Fragen: Wie wichtig ist Ihnen Komfort? Wie wichtig ist Ihnen Sicherheit? Sie erinnern sich vielleicht noch an den gedanklichen Exkurs über Smartphones weiter oben: Wie viel Autonomie geben wir auf, wenn wir uns mit Technik umgeben, die wir nicht mehr verstehen, geschweige denn steuern können?
Der nächste Schritt der Entwicklung: Smart City
Hier kommt ein weiterer Entwicklungszweig der intelligenten Systeme ins Spiel. Ähnlich wie Google hat auch Raúl Rojas ein quasi führerloses oder besser: computergesteuertes Auto entwickelt. Mit dem „Spirit of Berlin“ soll der Grundstein gelegt werden für den Stadtverkehr von übermorgen: Unterstützt durch Sensoren, Laserscanner, Videokameras und GPS fährt das Fahrzeug autonom – und wird damit erstmals der Bedeutung des Begriffs „Automobil“ gerecht.
Was im ersten Moment so klingen mag, als hätte man hier ähnlich wie beim Smartphone einfach bereits verfügbare Technologien mehr oder weniger kunstvoll miteinander verschmolzen, ist bei genauerer Betrachtung eine Wissenschaft für sich. Denn das computergesteuerte Auto muss all das können, was unser Gehirn an Rechenleistung erbringen kann. Das Ziel ist langfristig, dass der Stadtverkehr von einem intelligenten Wegeleitsystem gesteuert und reguliert wird. Entsteht ein Stau, werden herankommende Fahrzeuge automatisch gedrosselt oder umgeleitet, damit sich der Stau auflösen kann, ohne dass Hunderte andere Verkehrsteilnehmer ins „Stop and Go“ geraten. Außerdem spielen in das Gesamtkonzept der „Smart City“ noch viele weitere Aspekte ein, etwa WLAN im Stadtgebiet, erneuerbare Energien, Wasser- und Energieeffizienz, sowie moderne Agrarwirtschaft wie Aquaponik oder Treibhäuser im städtischen Raum.
Dabei ist vor allem die Erfassung und Berechnung von sich bewegenden Objekten oder Personen für Computer eine richtig harte Nuss. Während Menschen sich in einer vollen Innenstadt gut zurechtfinden, ohne ständig ineinander zu laufen, wäre ein Roboter hoffnungslos überfordert. Wir Menschen bewegen uns gewissermaßen unlogisch, ändern die Richtung oder die Geschwindigkeit, einigen uns über einen kurzen Augenkontakt auf einen Weg aneinander vorbei und kreuzen auch gerne mal unmittelbar den Weg anderer Leute, wenn wir Bekannte in der Menge erspähen. Trotzdem enden nur die wenigsten Besuche in der Fußgängerzone mit einer Massenkarambolage. Das menschliche Gehirn ist eben optimal geschaffen für die Verarbeitung von menschlichem Verhalten.
Die Hybris des Binärsystems
Das größte Problem war bislang und ist bis heute, einem Computersystem, das grundlegend auf Einsen und Nullen basiert – an oder aus, ja oder nein –, ein menschliches „Vielleicht“ beizubringen. Von da an ist es noch ein weiterer großer Schritt, bis der Roboter uns in der Innenstadt in die Augen schauen und daran ablesen kann, ob wir links oder rechts an ihm vorbeigehen werden.
TV-TIPP: ARD plusminus vom 22.04.2015: „Smart-TV – Sicherheitslücken bei Internet-Betrieb“
http://www.ardmediathek.de/tv/Plusminus/Smart-TV-Sicherheitsl%C3%BCcken-bei-Interne/Das-Erste/Video?documentId=27861624&bcastId=432744
Der Beitrag ist verfügbar bis 21.04.2016 und wird danach depubliziert.
TV-TIPP: „Last Week Tonight: Government Surveillance“ (engl.)
https://www.youtube.com/watch?v=XEVlyP4_11M
Film-TIPP: „2001: A Space Odyssey“
Quellen:
http://fusion.net/story/55026/this-guys-light-bulb-ddosed-his-entire-smart-house/
http://www.das-intelligente-zuhause.de/iq-check
http://www.heise.de/newsticker/meldung/KI-Forscher-Autonomes-Fahren-ja-Robo-Kicker-nein-1928658.html
http://www.mi.fu-berlin.de/inf/groups/ag-ki/members/Professoren/rojas_raul.html
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