Wissenschaftspreis

Wenn der Computer lernt, den Menschen zu verstehen

Schreiben mit der Kraft der Gedanken: Für seine Forschungsergebnisse wird TU-Professor Klaus-Robert Müller geehrt – er erhält den Berliner Wissenschaftspreis 2014.

Foto: David Heerde

Alles ist eine Frage der Konzentration. Nicht einfach, wenn zwanzig Leute erwartungsvoll hinter einem stehen und ab und zu Bemerkungen fallen lassen. Doch Alexander von Luehmann schafft es. Allein mit der Kraft seiner Gedanken lässt der 27-Jährige den Namen "Müller" Buchstabe für Buchstabe auf dem Bildschirm erscheinen.

Dazu hat er eine Kappe mit 23 Elektroden auf den Kopf und blickt auf farbige Kreise, in denen bunt gemischt das Alphabet kurz aufblinkt. "Ich muss auf den richtigen Buchstaben warten", sagt der Elektroingenieur. Sobald er auftauche, sei die Freude oder die Zufriedenheit darüber an seinen Gehirnströmen ablesbar. Diesen Impuls erkennt der Computer und trifft die Wahl.

Hinter dem Experiment stehen Jahre wissenschaftlicher Arbeit. Geschafft hat es das Team um Klaus-Robert Müller an der Technischen Universität. Der 50-Jährige ist Fachgebietsleiter für Maschinelles Lernen und Intelligente Datenanalyse und forscht seit 1995 daran, dass Maschinen auf der Basis großer Datenmengen, "lernfähig" werden. Im Mittelpunkt steht dabei die Schnittstelle zwischen Gehirn und Maschine.

In diesem Jahr konnte in einer Patientenstudie mit der Charité unter seiner Leitung nachgewiesen werden, dass schwer gelähmte Patienten mit dieser Technologie über Gehirnströme kommunizieren und interagieren können. Für diese Forschungsergebnisse wird Professor Klaus-Robert Müller jetzt geehrt – er erhält den Berliner Wissenschaftspreis 2014.

Beitrag zur Debatte des demographischen Wandels

Seit 2008 wird dieser Preis sowie ein Nachwuchspreis von dem Regierenden Bürgermeister vergeben. Der Nachwuchspreis zeichnet innovative, kreative und praxisorientierte Forschungsansätze in wissenschaftlichen Arbeiten aus. Preisträgerin ist 2014 die Psychologin Jule Specht, Juniorprofessorin an der Freien Universität. Die 28-Jährige hat die Entwicklung der Persönlichkeit bis ins hohe Alter untersucht und damit maßgeblich zur Debatte des demographischen Wandels beigetragen.

Ausgezeichnet wird sie aber auch dafür, dass sie nicht nur wissenschaftliche Publikationen veröffentlicht sondern ihre Erkenntnisse auch allgemeinverständlich in einem Blog aufbereitet. Während der Wissenschaftspreis mit 40.000 Euro dotiert ist, die an die Einrichtung gehen, in der die Leistung erbracht worden ist, geht das Preisgeld für den Nachwuchspreis von 10.000 Euro direkt an die Gewinnerin. Die Verleihung des Preises ist am 20. Januar 2015 im Berliner Rathaus. Sie wird dann aller Voraussicht nach von dem neuen Regierenden Bürgermeister Michael Müller (SPD) vorgenommen.

Dieses Mal hat noch einmal Klaus Wowereit (SPD) die Wahl der Preisträger getroffen. "Der Berliner Wissenschaftspreis macht die exzellente Forschung in der Stadt sichtbar", sagte der Regierende Bürgermeister. Er wolle vor allem hervorragende Forschungsleistungen auszeichnen, die nachweislich zu Problemlösungen in Wirtschaft und Gesellschaft beitrügen. Die praktische Anwendung konnte Klaus-Robert Müller am Freitag bei einem Besuch von Bildungssenatorin Sandra Scheeres (SPD) am Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik der TU anschaulich demonstrieren.

Computer können lernen

Wie lernt ein Computer, den Menschen zu verstehen? Der Professor erklärt das am Beispiel seiner kleinen Tochter. Um ihr das Wort Stuhl beizubringen, habe er ihr immer wieder verschiedene Stühle gezeigt, bis sie sie von einem Tisch unterscheiden konnte. Auch wenn sie noch so seltsam aussahen, zeigte sie darauf und sagte "Stuhl". Genauso funktioniere es bei der Maschine, erklärt der Wissenschaftler. Der Computer werde mit riesigen Datenmengen gefüttert, die er dann verpixelt, generalisiert und in Kategorien sortiert. Um die Zahl eins zu erkennen, nutzt der Rechner eine Kette von 10.000 Ziffern im Hintergrund. So kann der Computer zum Beispiel lernen, die unterschiedlichsten Handschriften zu erkennen. Das Prinzip wird unter anderen bei der automatischen Postsortierung genutzt.

Ähnlich "lernt" der Computer Gehirnströme zu erkennen und zu deuten. Während sich Alexander von Luehmann auf den richtigen Buchstaben konzentriert, bleiben die Gehirnströme gleich. Sobald er jedoch auf dem Bildschirm den richtigen entdeckt, verändern sich die Ströme – ein Impuls wird ausgelöst. Daran erkennt die Maschine, welcher Buchstabe gemeint ist. Auch Verschreiben ist kein Problem. Mit seinem "Wunschdenken" kann der Doktorand auch die Löschtaste betätigen. Klaus-Robert Müller verspricht sich von den Forschungsergebnissen, künftig ALS-Patienten, die in ihrem eigenen Körper gefangen sind, das Leben noch mehr zu erleichtern, aber auch Schlaganfallpatienten in der Phase der Rehabilitation zu unterstützen.

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