8. August 2024
Das Bild einer Stadtsimulation wurde mit generativer KI erstellt. Bildnachweis: Adobe Stock
In einer Welt, in der Spitzentechnologie oft aus den Laboren des Silicon Valley stammt, werden einige innovative Lösungen aus unerwarteteren Quellen gewonnen. Forscher lassen sich von Videospielen und Ameisen inspirieren und wenden große Sprachmodelle auf ungewöhnliche Weise an, um komplexe Probleme der realen Welt zu lösen.
Stellen Sie sich eine pulsierende Metropole mit Hochhäusern, weitläufigen Parks und einem effizienten öffentlichen Nahverkehr vor. Könnte das Design dieser Stadt nicht nur von erfahrenen Stadtplanern, sondern auch von leidenschaftlichen Bürgern stammen, die gleichzeitig begeisterte Anhänger von Städtebauspielen sind?
Neue Forschungsergebnisse der Lancaster University in Großbritannien zielen darauf ab, die Stadtplanung zu revolutionieren, indem die Kinder der Stadt in die Planung einbezogen werden. Die in Acta Ludologica, einer Fachzeitschrift für den Diskurs über Spiele und digitale Spiele, veröffentlichte Studie verdeutlicht den Mangel an öffentlicher Beteiligung an aktuellen städtebaulichen Entwicklungspraktiken und schlägt vor, Spieleplattformen wie ein modifiziertes „Cities: Skylines“ oder „Sim City“ zu nutzen, um realistische Simulationen für die Bewohner anzubieten und so deren Beteiligung und Bewusstsein an der Stadtplanung zu stärken.
Die dieser Studie zugrunde liegende Technologie ist eine ausgeklügelte Modifikation von „Cities: Skylines“, die es den Spielern ermöglicht, reale Gebäude und Modelle zu importieren, um realistische städtische Umgebungen zu erschaffen. Die Teilnehmer können Aspekte des städtischen Lebens mitgestalten, darunter Bildung, öffentliche Dienstleistungen und Steuerpolitik, während das Spiel-Dashboard die Zufriedenheit der Bürger erfasst. Dieser interaktive Ansatz vermittelt den Spielern nicht nur Wissen über die Feinheiten der Stadtplanung, sondern dient auch als Werkzeug für Anwendungen in der realen Welt. Die Forscher Paul Cureton und Paul Coulton vom designorientierten Forschungslabor ImaginationLancaster in Lancaster haben die Wirksamkeit dieser Methode in Workshops mit dem Stadtrat von Lancaster demonstriert, nachdem sie Kinder in die Planung eines neuen Gartendorfes einbezogen hatten.
Die Auswirkungen dieser Forschung sind tiefgreifend. Durch die Integration von Spieldesign in die Stadtplanung bieten die Forscher eine kosteneffektive, unterhaltsame und skalierbare Methode zur Steigerung der Bürgerbeteiligung am Planungsprozess. Dieser Ansatz trägt auch der dringenden Notwendigkeit einer Veränderung der Bürgerbeteiligung Rechnung, wie die Daten des Royal Town Planning Institute zeigen, die ein minimales Interesse junger Menschen an der Stadtplanung belegen.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass deren innovative Nutzung von Spieltechnologie Planer unterstützen, die Kompetenzentwicklung fördern und die notwendigen Werkzeuge bereitstellen könnte, um die Menschen stärker in die Umgestaltung ihrer Lebensräume einzubeziehen. Letztlich ebnet diese Forschung den Weg für eine kooperativere und dynamischere Zukunft in der Stadtentwicklung.
Die nächste Station unserer Betrachtung unkonventioneller Technologieinspirationen führt uns in die mikroskopische Welt der DNA. Forscher der TU Dresden nutzen künstliche Intelligenz, um die verborgene Sprache der DNA zu entschlüsseln und so neue Erkenntnisse über Genetik und Krankheiten zu gewinnen.
Die DNA wird oft als Bauplan des Lebens bezeichnet, der alle Anweisungen für den Aufbau und die Erhaltung eines Organismus enthält. Die Entschlüsselung aller in der DNA enthaltenen Informationen ist jedoch unglaublich komplex und noch nicht vollständig verstanden, und traditionelle Methoden der DNA-Analyse können langsam und arbeitsintensiv sein. Hier kommt die künstliche Intelligenz ins Spiel.
Forscher der TU Dresden haben ein neues KI-Modell namens GROVER (Genome Rules Obtained via Extracted Representations) entwickelt , das DNA-Sequenzen wie eine Sprache behandelt und dabei Techniken verwendet, die denen der natürlichen Sprachverarbeitung ähneln. Durch die Analyse von Mustern und Strukturen innerhalb des DNA-Codes kann die KI Sequenzen identifizieren. Diese Methode, die dem Entschlüsseln einer Fremdsprache ähnelt, ermöglicht es Forschern, GROVER für eine schnellere und genauere Interpretation genetischer Daten einzusetzen.
Durch das Training mit dem gesamten menschlichen Genom erstellt GROVER ein DNA-Wörterbuch, von dem sich Forscher erhoffen, dass es Einblicke in genetische Codes ermöglicht und so die Genomik und die personalisierte Medizin voranbringt. Diese in Nature Machine Intelligence veröffentlichte Studie birgt das Potenzial für bedeutende Durchbrüche im Verständnis der Komplexität der DNA.
„Sprachlich gesehen sprechen wir über Grammatik, Syntax und Semantik“, erklärte Melissa Sanabria, eine Forscherin, die hinter dem Projekt steht, auf der Website der Universität. „Für die DNA bedeutet dies, die Regeln zu erlernen, die die Sequenzen bestimmen, die Reihenfolge der Nukleotide und Sequenzen sowie die Bedeutung der Sequenzen.“ Ähnlich wie GPT-Modelle menschliche Sprachen lernen, hat GROVER im Grunde gelernt, DNA zu "sprechen".
Forschern des TU Delft MAVLab ist ein bedeutender Durchbruch in der Roboternavigation gelungen , indem sie sich von der Navigationsweise von Ameisen inspirieren ließen. Ameisen nutzen eine Kombination aus visueller Erkennung (ähnlich wie Schnappschüsse) und Schrittzählung (ähnlich wie Odometrie), um auch nach langen Reisen nach Hause zurückzukehren. Das MAVLab hat diese Methode nachgeahmt und eine von Insekten inspirierte Navigationsstrategie für winzige, leichte Roboter entwickelt.
Herkömmliche autonome Navigationssysteme basieren oft auf Hardware, die für winzige Roboter unpraktisch sein kann. Inspiriert von der Natur haben Forscher von MAVLabs ein System entwickelt, bei dem Roboter Schnappschüsse ihrer Umgebung aufnehmen, um die Navigation zu erleichtern. Diese Methode ähnelt der Brotkrumenspur von Hänsel und Gretel . Dabei macht der Roboter in regelmäßigen Abständen visuelle Schnappschüsse und nutzt diese, um seinen Rückweg zu steuern. Durch die Kombination dieser Momentaufnahmen mit der Odometrie können die Roboter größere Distanzen effizienter zurücklegen, wodurch der Rechenaufwand deutlich reduziert wird.
Dieser bioinspirierte Ansatz wurde erfolgreich mit der kleinen Drohne namens CrazyFlie demonstriert, die mit nur 1,16 KB Speicher bis zu 100 Meter weit navigieren kann. Die Forschung ebnet den Weg für den praktischen Einsatz von winzigen Robotern in verschiedenen realen Szenarien, in denen herkömmliche Navigationsmethoden möglicherweise nicht durchführbar sind. Das System erstellt zwar keine detaillierten Karten, bietet aber eine robuste Lösung für bestimmte Aufgaben wie die Bestandsverfolgung und die Überwachung von Gewächshauskulturen, bei denen eine einfache Rückkehrfunktion zum Ausgangspunkt ausreicht.
Ob es nun darum geht, Videospiele zur Verbesserung der Stadtplanung einzusetzen, die Navigationsfähigkeiten von Ameisen zur Weiterentwicklung der Robotik zu nutzen oder KI zur Entschlüsselung der DNA-Sprache einzusetzen – diese fortschrittlichen Beispiele demonstrieren die Kraft des unkonventionellen Denkens, um bemerkenswerte Fortschritte zu erzielen. Und da Forscher weiterhin in der Natur und darüber hinaus nach Inspiration suchen, können wir erwarten, dass mehr solcher innovativer Lösungen entstehen, die unsere Lebensweise und unseren Umgang mit Technologie verändern werden.