Linguistik zur Robotiksteuerung

 Über Jahrzehnte wurde durch die Informatik erfolglos versucht menschliche Intelligenz im Computer nachzubilden. Es gab vergebliche Ansätze durch Algorithmen, Softwarebibliotheken, neuronale Netze, Expertensysteme und Programmiersprachen der 5. Generation, nichts davon war im Stande einem Roboter das Denken beizubringen. DIe pessimistische Erkenntnisse in zahlreichen KI Wintern lautete dass Menschen etwas können was Roboter nicht vermögen und es folglich noch Jahrzehnte wird dauern bis dieser Gap überbrückt sein ist.

Die Informatik hat im wesentlichen nach einem KI Modul gesucht, also einem Bauteil in Software realisiert wodurch Menschen denken können. Eine häufige Annahme lautete, dass ein KI MOdul einen mathematischen oder computertechnischen Hintergrund hätte. Allerdings blieb unklar wie genau desen Funktionsweise sei.

Eine sehr gewagte These wurde Mitte der 1980er von Douglas Lenat formuliert. Er behauptete das KI Modul sei keine Software sondern es sei eine Wissensbasis wodurch ein Computer denken könne. In der Wissensbasis seien Fakten über die Realität gespeichert und darüber könne eine Maschine Probleme lösen. Leider blieb der praktische Beweis der These offen, auch eine sehr große Ontologie ist nicht im Stande einen Roboter zu steuern.

Mit Entwicklungt des Symbol Grounding Problems ab 1990 entstand eine neue, bisher nur selten analysierte These was künstliche Intelligenz womöglich ist. und zwar ist KI = natürliche Sprache. Es wird nicht durch mathematische Regeln realisiert sondern funktioniert über sprachliche Regeln.

Um diese ungewöhnliche These zu untersuchen ist zunächst einmal wichtig die Sprachwissenschaft näher zu beshreiben. Die Funktionsweise menschlicher Sprache wird mit einer langen Tradition untersucht, Sprache gab es sogar vor der Erfindung des Buchdrucks ab 1500. Im wesentlichen referenziert Sprache auf die Wirklichkeit. Ein Wort wie "Apfel" steht für einen Gegenstand, während ein Verb wie "greifen" für eine Aktivität steht. Innherlab der Sprachwisenschaft sind diese Fakten banal zu erwöhnen, neu ist hingegen dies im Kontext von Robtoik zu versuchen. Die konventionelle Sprachwissenschaft setzt voraus, dass ein Mensch Sender und Emfpänger menschlicher Sprache ist. Kommunikation ist folglich eine Mensch zu Mensch Interaktion bei dem beide Spreche den selben Code verwenden. Technisch können aber auch Roboter Teilnehmer von Sprachspielen sein. Diese spezielle Anwendung der Linguistik ist sehr neu und wird nur selten in der Literatur thematisiert.

Die These dazu ist relativ kurz: Das KI Modul eines Roboters ist im wesentlichen ein Sprachmodul. Also eine Software bibliothek welche Sprache erzeugt und Sprache versteht. Dadurch wird der Roboter intelligent.

Diese These reduziert intelligenz auf Sprachliche Intelligenz also die Fähigkeit Worte wie "apfel" "greifen" "Tisch" "gehen" usw. zu deuten. Andere Formen von Intelligenz wie Logik, Bilderkennung und Motorsteuerung werden hingegen ignoriert. Der Hauptgrund warum Linguistik attraktiv ist als KI Modul eines Roboters ist seine Eigenschaft einen Abstraktionsmechanismus zu bilden. Ein Wort wie "apfel" wird auf eine hohe Anzahl von sensordaten projiziert. In der Roboterkamera werden sehr viele Objekte als Apfel gelabelt, also fast alles was rund ist und eine rote farbe hat oder grün ist wird als "apfel" erkannt. Über diesen Abstraktionsmechanismus wird der Zustandsraum verkleinert. Und das ist die Antwort auf das Hauptproblem in der Robotik, der sehr große Zustandsraum.

Es ist keineswegs so dass in der KI Geschichte es an Algorithmen mangeln würde. Es gibt Algorithmen zur Wegeplanung, zur Motorsteuerung und zur Entscheidungsfindung. z.B. kann der Alpha beta pruning Algorithmus einen game tree von einem Spiel wie Schach durchsuchen um die beste Aktion zu ermitteln. Woran es mangelt ist die nötige Rechenpower, diese Algorithmen für Robotik-Probleme anwenden zu können. Der Zustandsraum eines 5 dof Roboter arm ist viel zu hoch um einen Planungsalgorithmus zu verwenden. Man kann zwar technisch ermitteln wie der Arm bewegt werden muss, allerdings wäre die Rechenzeit dafür mehrere Wochen, was den echtzeitanforderungen eines Roboters widerspricht.

Man kann also sagen, dass die Verkleinerung des Zustandsraums die Hauptaufgabe eines KI moduls darstellt und dafür ist natürliche Sprache ideal. Anstatt einen technischen Zustandsraum eines Lagerroboters zu durchsuchen welcher aus Servosteuerungen und Kamerabildern mit Millionen von Pixeln besteht wird der linguistische zustandsraum durchsucht welche aus rund 20 Worten besteht und die Umwelt des Roboters beschreibt. In Programmiertechnischen Begriffen ist gemeint, ein Textadventure zu konstruieren als Abstraktionslayer um einen Roboter zu steuern.