[DIE WELT.de] [Image] Ersetzen Roboter bald den Forscher? In England experimentiert ein Prototyp bereits im Labor und formuliert wissenschaftliche Hypothesen von Hans-Arthur Marsiske Manchester -  Seit Roboter vor etwa 25 Jahren erstmals in Montageprozessen eingesetzt wurden, sind sie immer wieder als Jobkiller angefeindet worden. Vor allem gering qualifizierte Tätigkeiten, wie etwa Arbeiten am Fließband, schienen durch die mechanischen Konkurrenten gefährdet: Immer gleiche Handgriffe können Roboter eben einfach präziser und ermüdungsfrei ausführen. Zum Ausgleich für die wegfallenden einfachen Jobs, so hieß es häufig, würden anderswo höher qualifizierte Arbeitsplätze entstehen. Jetzt aber hat ein britisches Forschungsteam einen Roboter konstruiert, der dem Menschen auch bei anspruchsvoller, wissenschaftlicher Forschungsarbeit das Wasser reichen kann. In der heutigen Ausgabe der Zeitschrift "Nature" berichtet das vom Biologen Stephen G. Oliver, Universität Manchester, geleitete Team von dem erstaunlichen Wissenschaftsautomaten. "Das System", schreiben die Forscher, "entwickelt automatisch Hypothesen, um Beobachtungen zu erklären, entwirft Experimente für deren Überprüfung, führt die Experimente mit Hilfe eines Laborroboters durch, interpretiert die Resultate, um Hypothesen zu falsifizieren, die mit den Daten nicht übereinstimmen, und wiederholt dann den Zyklus." Müssen also hoch qualifizierte Wissenschaftler um ihre Arbeitsplätze fürchten? Hans-Dieter Burkhard, Professor für Künstliche Intelligenz an der Berliner Humboldt-Universität, hat keine Angst, demnächst von einem Roboter aus seinem Job gedrängt zu werden. Die Beschreibung des Systems erscheint ihm zwar "absolut plausibel", die Bezeichnung "Robotwissenschaftler" würde er dennoch mit Vorsicht anwenden. "Es geht wohl eher um einen Laborknecht", sagt Burkhard. Er räumt aber ein, dass ein solcher Roboter wahrscheinlich effizienter arbeiten könne als ein Mensch. Genau darum geht es letztlich auch den Autoren der Studie. "In vielen Bereichen der Wissenschaft", so die Forscher, werden Daten sehr viel schneller erzeugt, als sie analysiert werden können." Zwar werde bei der Auswertung großer Datenmengen bereits seit etwa 30 Jahren mit Lernverfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) gearbeitet. Der Einfluss solcher Programme sei gleichwohl bislang begrenzt. Dies könne sich jetzt ändern, da die zunehmende Automatisierung in der Wissenschaft es erlaube, KI-Software direkt mit Laborinstrumenten zu koppeln. Eben dies leistet der von Oliver und seinen Kollegen entwickelte "robot scientist". Das System besteht aus einem Roboter, der auf einem Tablett angeordnete Proben pipettieren, Flüssigkeiten mischen und die dabei entstehenden Veränderungen messen kann. Gesteuert wird er durch Software, die Hintergrundwissen zum jeweils zu bearbeitenden Problem besitzt, zudem eine Logikmaschine, Codes zur Hypothesengenerierung und zur Experimentauswahl sowie ein Labor-Informationsmanagement-System. Letzteres integriert das gesamte System. Bei der Formulierung der Hypothesen folgt der "robot scientist" der auf Charles S. Pierce zurückgehenden Methode der Abduktion. Im Unterschied zur Deduktion, die aus einem allgemeinen Gesetz auf die spezielle Erscheinung schließt, und der Induktion, die aus einem Einzelfall ein allgemeines Gesetz ableitet, ist der abduktive Schluss spekulativ und stützt sich auf Indizien. Aus dem vom griechischen Philosophen Epimenides in seinem bekannten Paradox formulierten Satz "Alle Kreter lügen" und der Beobachtung "Dieser Mensch lügt" folgt per Abduktion: "Also stammt er möglicherweise aus Kreta." Abduktives Schließen entspricht der Tätigkeit eines Kriminalbeamten, der Tatverdächtige überführen will, oder eines Arztes, der auf Grund verschiedener Symptome eine vorläufige Diagnose stellt. Es ist das systematische Einkreisen eines Sachverhalts durch Formulierung einer Hypothese, deren Überprüfung durch Experiment oder Beobachtung, Formulierung einer neuen Hypothese und so weiter. Getestet wurde das System anhand der Funktionsanalyse einzelner Gene der Hefe. Die Forscher konzentrierten sich auf die Synthese von Aminosäuren. Deren genetische Steuerung wurde mit Hilfe von "Knock-out-Mutanten" untersucht: Um die Funktion eines bestimmten Gens zu identifizieren, werden Mutationen erzeugt, in denen es gezielt ausgeschaltet ist. Dann wird beobachtet, welche Auswirkung das hat. Die Ergebnisse wiederum führen zur Ausschaltung des nächsten Gens. Eine solche Vorgehensweise bietet sich in der Tat zur Automatisierung an. Dabei legten die Entwickler des "robot scientist" besonderes Augenmerk auf die Optimierung der Experimentauswahl. Es ging ihnen darum, alle falschen Hypothesen in möglichst wenigen Schritten auszuschließen, um so die Laborkosten niedrig zu halten. Die angewandte Strategie erwies sich dabei als überlegen sowohl gegenüber einer reinen Zufallsauswahl von Experimenten als auch gegenüber einer Strategie, die das jeweils billigste, noch nicht durchgeführte Experiment auswählt. Auch im Vergleich mit Menschen glänzte das System: Hinsichtlich der erforderlichen Zahl von Experimenten zur Erreichung eines bestimmten Grades von Genauigkeit gab es zwischen dem "robot scientist" und neun Informatikern und Biologen keinen Unterschied. Das von Oliver und Kollegen entwickelte System könnte demnach durchaus dazu beitragen, Reihenuntersuchungen effizienter und kostengünstiger durchzuführen. Die Bezeichnung als "Robotwissenschaftler" empfindet aber nicht nur KI-Experte Hans-Dieter Burkhard als aufgeblasen. Auch Paul Levi, Professor für Informatik an der Universität Stuttgart, sagt: "In den Ingenieurwissenschaften und der Informatik wird schon seit ungefähr zehn Jahren mit solchen Systemen gearbeitet." Zwar sei die Anwendung durchaus "pfiffig", im Kern handle es sich aber um ein "exploratives Messverfahren", das keineswegs neu sei. Noch härter urteilt Thomas Christaller, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Autonome Intelligente Systeme in St. Augustin, über die Studie. Weder bei der Software noch bei der Hardware gehe sie über den aktuellen Forschungsstand hinaus. Was hier großspurig als "Roboter" bezeichnet werde, sei "die ganz normale käufliche Labortechnik, die in allen einschlägigen Labors für solche Zwecke genommen wird". Besonders ärgert ihn die Bezeichnung "robot scientist": "Es ist einfach lächerlich. Dieser "robot scientist" fällt durch die primitivste Prüfung, die ein Mensch bestehen muss, um auch nur zum Studium an einer Hochschule zugelassen zu werden." Bei einer Robotik- oder KI-Zeitschrift sei der Artikel wahrscheinlich "wegen Trivialität" abgelehnt worden. Bernhard Nebel, Professor für Künstliche Intelligenz an der Universität Freiburg, zeigt dagegen mehr Verständnis für den plakativen Namen, mit dem sich in der medialen Öffentlichkeit nun mal mehr Aufmerksamkeit erzeugen lässt als mit wissenschaftlich korrekteren Bezeichnungen. Ansonsten weise die "Nature"-Studie den richtigen Weg, den Labortechnik in Zukunft nehmen müsse. "Solche Systeme helfen uns, größere Hypothesenräume abzuarbeiten", sagt Nebel. Zwar gingen die einzelnen Komponenten des "robot scientist" tatsächlich nicht über den gegenwärtigen Forschungsstand hinaus. Aber deren Integration zu einem Gesamtsystem sei eine Leistung, die nicht gering geschätzt werden dürfe. Mehr reklamieren auch die Verfasser der Studie nicht für sich. Die zunehmende Automatisierung in der Wissenschaft halten sie für unvermeidlich, aber auch für wünschenswert: "Sie gibt den Wissenschaftlern die Freiheit, sich auf einer höheren Geistesebene mit kreativen Sprüngen hervorzutun." Dass ein Roboter die Relativitätstheorie widerlegt oder sie mit der Quantentheorie vereinigt, ist zumindest für die nächste Zukunft also nicht zu befürchten. Das bleibt vorerst Menschensache. Artikel erschienen am 15. Jan 2004 Artikel drucken   © WELT.de 1995 - 2004