AUF DEM WEG ZUR CYBORG-ZIVILISATION
Menschen und Roboter – Partner im All
Von Hans-Arthur Marsiske
Ein rätselhafter, schwarzer Quader zieht sich wie ein roter Faden durch Stanley Kubricks Film „2001: Odyssee im Weltraum“. In mehreren Schlüsselszenen taucht er auf, ohne dass seine Beschaffenheit näher erläutert würde. Die regelmäßige, glatte Form, die an Kriegsmahnmale erinnert, deutet immerhin auf einen künstlichen Ursprung hin. Die Tatsache, dass die Monolithe sowohl auf der Erde als auch auf dem Mond und sogar beim Jupiter beobachtet werden, lässt zudem auf außerirdische (oder überirdische) Bildhauer als Schöpfer dieser Kunstwerke schließen. Alles weitere jedoch bleibt im Dunkeln, das möglicherweise vorhandene Innenleben der Quader ebenso wie die durch sie transportierte Botschaft.
Wir dürfen also spekulieren. Eine der überzeugendsten dieser Spekulationen deutet die Monolithen als Von-Neumann-Maschinen, benannt nach dem aus Ungarn stammenden Mathematiker John von Neumann. Der demonstrierte im Jahr 1951 mit einer Modellrechnung die Möglichkeit sich selbst vermehrender Maschinen – im gleichen Jahr, in dem der Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke die Kurzgeschichte „Der Wächter“ veröffentlichte, die Kubricks Film zu Grunde liegt.
30 Jahre später schlug der amerikanische Mathematiker Frank Tipler vor, mithilfe solcher Roboter die Milchstraße zu besiedeln. Der große Vorteil: An Bord interstellarer Raumschiffe brauchen Von-Neumann-Maschinen weder Atemluft noch Nahrung und haben keine besonderen Probleme mit langen Flugzeiten. Nach der Ankunft in einem neuen Sternsystem produzieren sie aus den vorgefundenen Rohstoffen mehrere Kopien von sich und ihren Raumschiffen und schicken sie zu den benachbarten Systemen. Dann beginnen sie ihre neue Heimat zu erkunden und Daten zu ihrem Ursprungsplaneten zu übermitteln.
Wie lange eine solche
Besiedelung der Milchstraße dauert, hängt in erster Linie von der
Geschwindigkeit der Raumschiffe ab. Wenn sie den Raum zwischen den Sternen mit
einem Zehntel der Lichtgeschwindigkeit durchfliegen, könnte sie innerhalb
weniger Millionen Jahre abgeschlossen sein. Aber zehn Prozent der
Lichtgeschwindigkeit ist schon sehr schnell, wahrscheinlich wird es länger
dauern. Die Erbauer der Von-Neumann-Maschinen würden auf diese Weise nach
und nach eine detaillierte Kenntnis der gesamten Galaxie erlangen – und
hätten dafür lediglich eine Maschine bauen und auf den Weg bringen
müssen.
Ob solche
Universal-Automaten jemals gebaut werden können – oder von anderen
vielleicht schon gebaut worden sind – ist fraglich. In einfacheren
Ausführungen werden Roboter aber wohl immer die ersten Kundschafter sein,
die fremde Welten im All erforschen. Schon die ersten bemannten Mondlandungen
im Rahmen des Apollo-Programms sind von unbemannten Sonden vorbereitet worden.
Aber auch wenn sich die Kosmonauten selbst auf den Weg machen, sind sie auf die
Unterstützung von Robotern angewiesen.
Wann immer Menschen
ihren Heimatplaneten verlassen, müssen sie sich mit einer Hightech-Haut
umgeben, die ihre Lebensfunktionen aufrechterhält. Ein Astronaut im
Raumanzug ist insofern eigentlich schon ein Cyborg. Beide Komponenten sind
aufeinander angewiesen: Ohne den Anzug kann der Mensch im All nicht
überleben, ohne den Menschen macht der Anzug keinen Sinn. Auf ähnliche
Weise lassen sich auch Raumschiffe und Raumstationen als kybernetische
Organismen betrachten: Computer überwachen die lebenswichtigen Funktionen
der Raumschiffe, mechanische Arme erlauben Wartungsarbeiten und Experimente im
freien Raum, frei fliegende Robotkameras untersuchen die äußere
Hülle auf Schäden.
Als der erste wirkliche
Weltraumroboter gilt Rotex (Roboter-Technologie-Experiment), ein vom
DLR-Institut für Robotik und Mechatronik entwickelter und von EADS Astrium
Friedrichshafen gebauter Roboterarm. Im April 1993 konnte dieser Arm im Rahmen
der D2-Spacelab-Mission an Bord der Raumfähre Columbia sowohl autonom als
auch ferngesteuert Gegenstände manipulieren und frei schwebende Bälle
einfangen. Aufbauend auf den Erfahrungen mit ihm entstand der mit einem
Roboterarm ausgestattete japanische Satellit ETS-VII (Engineering Test
Satellite VII), der von 1997 bis 1999 erfolgreich Dockmanöver mit einem
anderen Satelliten durchführte, sowie der für die Internationale
Raumstation ISS entwickelte, kanadische Roboterarm. Der bestand im Juli 2002
seine Bewährungsprobe, als mit seiner Hilfe eine neue Luke für die
Raumstation aus dem Laderaum der Raumfähre gehoben werden konnte.
Seit Ende 2000
verfügt die ISS auch über ein eigenes Computer-Gehirn, das DMS-R
(Data Management System Russia). Das bei EADS Space Transportation in Bremen
gebaute System ist zuständig für die Lageregelung der Station und die
richtige Ausrichtung der Solarpanel. Um größtmögliche
Zuverlässigkeit zu gewährleisten arbeitet es mit zwei
fehlertoleranten Computersystemen, die jeweils wiederum aus drei kompakten
Rechnereinheiten bestehen. Diese sind so groß wie ein Schuhkarton und bei
Bedarf schnell austauschbar. Grundlage der Systemarchitektur ist der so
genannte Byzantinische Algorithmus, der den parallel laufenden Rechnern eine
größere Flexibilität gegenüber Fehlern erlaubt. Beim
Auftreten eines Fehlers in einem Rechner – etwa ungewöhnliche Werte
bei der Sauerstoffversorgung – wird dieser zunächst durch
Mehrheitsentscheidung aller Rechner maskiert. Wiederholt sich der Fehler
innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit – in der Praxis wenige tausendstel
Sekunden – , koppelt sich der betreffende Rechner ab, ohne dass laufende
Prozesse unterbrochen werden, und unternimmt eine Fehlerdiagnose.
Wie bei
Raumfahrttechnologie allgemein gilt auch bei Weltraumrobotern
größtmögliche Zuverlässigkeit als zentrales Kriterium.
Schließlich sind Reparaturen im All nicht oder nur mit sehr großem
Aufwand durchführbar. Daneben geht die gegenwärtige Entwicklung der
Weltraumrobotik in Richtung größerer Autonomie. Schon heute
müssen Raumsonden wie die europäische Kometensonde
„Rosetta“ oder die japanische Asteroidensonde „Muses-C“
in der Lage sein, die Landung auf ihren Zielobjekten selbstständig
durchzuführen, da sie für die Steuerung durch Funksignale von der
Erde zu weit entfernt sind. Die NASA-Marsrover „Spirit“ und
„Opportunity“ können immerhin schon Hindernisse auf ihrem Weg
erkennen und ihnen ausweichen. Doch zukünftige Weltraumkundschafter sollen
auch komplexere Entscheidungen treffen können.
Auf dem
US-amerikanischen Erdbeobachtungssatellit EO-1 wird gegenwärtig eine
Software zur Mustererkennung getestet, die es dem Satelliten erlaubt,
außergewöhnliche Ereignisse wie etwa Überflutungen
eigenständig zu identifizieren und die Bodenstationen entsprechend zu
alarmieren. Anders wird es auf Dauer kaum möglich sein, die von den
Fernerkundungssatelliten übermittelten gigantischen Datenmengen sinnvoll
zu handhaben. Aber auch fern der Erde soll die Software eingesetzt werden, etwa
zur Überwachung der vulkanischen Aktivität auf dem Jupitermond Io
oder um Veränderungen der Eiskruste des Jupitermonds Europa besser zu
erkennen.
Wichtig ist auch, dass
die Roboter lernen, zusammenzuarbeiten. Denn wenn statt einzelner Rover gleich
größere Teams auf anderen Himmelskörpern abgesetzt werden,
lässt sich der wissenschaftliche Ertrag erheblich erhöhen. Zugleich
wird das Risiko eines Totalverlusts minimiert. Ein vielleicht noch wichtigeres
Einsatzfeld für kooperierende Roboterteams ist die Errichtung einer Weltrauminfrastruktur.
Der Bau großer Solarkraftwerke im geostationären Orbit oder
bemannter Forschungsstationen auf anderen Himmelskörpern wird nur mithilfe
sich selbst montierender Komponenten möglich sein. Bevor die ersten
menschlichen Siedler den Mond betreten, werden Roboter ihre Unterkünfte
gebaut haben.
Die Raumfahrt ist eine
treibende Kraft beim Zusammenwachsen von Menschen und Robotern zu einer neuen
Cyborg-Zivilisation – ein Prozess, der sich auf anderen Planeten
möglicherweise schon weiter entwickelt hat. „Manche Spekulationen
über die zukünftige Evolution des Lebens laufen darauf hinaus, dass
wir zu Cyborgs werden“, sagt etwa John Billingham, der seit 1975 am
kalifornischen SETI-Institut nach Signalen außerirdischer Intelligenz
forscht. „Das ist nicht unbedingt etwas Schlimmes, sondern
möglicherweise ein natürlicher, evolutionärer Schritt. Wir
müssen daher beim Empfang eines Signals außerirdischer Intelligenz
davon ausgehen, dass es von einer Maschinen- oder Cyborg-Zivilisation stammen
könnte.“
Vielleicht schafft
dieses Zusammenwachsen von biologischer und technischer Intelligenz sogar
überhaupt erst die kognitiven Voraussetzungen, um am galaktischen Chat
teilnehmen zu können? SETI-Forscher sind sich auch dieser Möglichkeit
bewusst. Es könnte sein, dass wir längst Botschaften anderer
Zivilisationen empfangen haben, aber noch nicht über das Wissen und die
Intelligenz verfügen, sie als solche zu erkennen. Chandra Wickramasinghe,
Astrophysiker an der University of Wales in Cardiff, hält es zum Beispiel
für denkbar, „dass Außerirdische künstlich produzierte
Genfragmente zur Erde geschickt haben, die in unsere Genstruktur eingeflossen
sind. In unseren Genen könnte eine Botschaft versteckt sein, doch wir
wären nicht in der Lage, sie zu erkennen, bevor die Entschlüsselung
des menschlichen Genoms weit genug fortgeschritten ist.“
Interstellare
Kommunikation erfordert möglicherweise die Kapazität eines planetaren
Gehirns, wie es auf der Erde gerade erst Gestalt anzunehmen beginnt.
„Heutzutage ist beinahe jeder Mensch mit jedem anderen elektronisch
verbunden“, sagt Wickramasinghe. „Gerade diese Vernetzung von
Information macht aber Intelligenz aus, auch im individuellen Gehirn, in dem
die Nervenzellen miteinander verbunden sind. Insofern ist die Vernetzung der
Computer übers Internet eine mächtige Quelle kollektiver Intelligenz
für unseren Planeten. Fortgeschrittene Zivilisationen mögen ein
ähnliches System entwickelt haben.“
Wickramasinghe kann
sich auch gut vorstellen, dass wir bereits von fremden Raumsonden beobachtet
werden. „Ich glaube, dass wir eine solche Miniatursonde, die in der
oberen Atmosphäre unsere Kommunikationssysteme beobachtet, nicht bemerken
würden.“ Vielleicht schwebt Kubricks Monolith schon seit zigtausend
Jahren als eine Art galaktischer Reporter im Erdorbit und berichtet von unseren
linkischen Versuchen, als Spezies erwachsen zu werden? Vielleicht verfolgen die
Zuschauer auf anderen Planeten unsere gegenwärtigen Streitereien um die
Globalisierung, Hartz IV und die Benzinpreise als spannenden Thriller,
furchtbare Tragödie – oder als die größte Lachnummer der
Milchstraße?
Falls uns tatsächlich jemand eine Von-Neumann-Maschine geschickt hat, können wir jedenfalls nur hoffen, dass die außerirdischen Konstrukteure dabei einen wesentlichen Punkt bedacht haben: Wenn jeder Roboter nur zwei Nachkommen erzeugt, kann innerhalb von 36 Generationen jeder Stern der Milchstraße erreicht werden. Dann müssen die mechanischen Siedler ihre Fortpflanzung einstellen, ansonsten hätten sie innerhalb weniger weiterer Generationen sämtliche Rohstoffe der Galaxie aufgebraucht. Ihr genetischer Code muss einen entsprechenden Befehl enthalten. Aber wird er auch zur Ausführung kommen? Was wissen wir schon über die Mutationsrate bei interstellaren Migranten...
ETS-VII
http://www.robotic.dlr.de/telerobotics/getex.html
ETS-VII (deutsch)
http://www.irf.uni-dortmund.de/mrs_grp/Getex/welcome.html
Von-Neumann-Maschinen
http://www.jadedvisionz.com/gallery/vonneumann.html
Aus: Telepolis Special 01/2005 – Wie Forscher und Raumfahrer Aliens aufspüren wollen