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Wo Forscher von den Ameisen lernen

Das Tessiner Forschungsinstitut IDSIA ist weltweit führend auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz. Es feiert heute sein 20-jähriges Bestehen.

Über rund 1500 Fahrzeuge verfügt die Lastwagenflotte des italienischen Pasta-Produzenten Barilla. Und sie werden von einer Software auf den Strassen herum dirigiert, deren Grundlagen ein Tessiner Forschungsinstitut entwickelt hat: Das IDSIA, mit vollem Namen «Istituto Dalle Molle di studi sull'intelligenza artificiale» (Dalle-Molle-Institut für Studien über die künstliche Intelligenz). Die Barilla-Lastwagen seien eine typische Anwendung seiner Forschungen, sagt Luca Maria Gambardella, Professor am IDSIA und einer seiner drei Direktoren.

Schwarmintelligenz und künstliche Ameisen heissen die Schlüsselbegriffe zu Gambardellas Arbeit. Die Nahrungsbeschaffung eines Ameisenvolkes diene als Vorbild für Modelle, um komplexe Abläufe wie eben jene einer grossen Lastwagenflotte zu optimieren, erklärt der Wissenschaftler. Das intelligente Verhalten von Schwärmen versuche er auch in der Robotik zu kopieren. Im Rahmen eines EU-Forschungsprogramms entwickelt das IDSIA zum Beispiel Software für Robotersysteme. Bis zu 60 autonome Roboter mit unterschiedlichen Fähigkeiten sollen so vernetzt werden, dass sie gemeinsam eine komplexe Aufgabe lösen, zum Beispiel, «ein Buch in der Bibliothek zu finden, es aus dem Gestell zu nehmen und mir zu bringen», erklärt Gambardella.

Italienischer Philanthrop als Stifter

Heute feiert das IDSIA sein 20-jähriges Bestehen mit einem Festakt in Lugano. Gegründet wurde es 1988 vom italienischen Philanthropen Angelo Della Molle, dessen Stiftung vorher bereits in der Westschweiz zwei Forschungsinstitutionen mit ähnlicher Ausrichtung ins Leben gerufen hatte. Ziel dieser Stiftung ist es, den technischen Fortschritt für die Verbesserung der Lebensqualität einzusetzen.

Seit 2000 ist das IDSIA in die Strukturen der Universität und der Fachhochschule der italienischen Schweiz integriert. «Wir betreiben sowohl Grundlagen- als auch angewandte Forschung und sind daher ein klassisches Brücken-Institut zwischen den beiden Hochschulwelten», sagt Carlo Lepori, Mitglied des Dreierdirektoriums.

Neben den drei Direktoren arbeiten am IDSIA derzeit 19 Forscher, 7 Doktoranden und 2 Assistenten. Zusätzlich zu den ordentlichen Mitteln aus dem Etat der beiden Südschweizer Hochschulen erhalte das Institut jährlich etwa eine Million Franken Forschungsgelder aus dem Topf des Nationalfonds, der Kommission für Technologie und Innovation oder der EU-Programme, erklärt Lepori.

Mit so genannten «rekurrenten neuralen Netzwerken» befasst sich der dritte Direktor des Instituts, Jürgen Schmidhuber. Es geht dabei um mathematische Modelle, die sich am menschlichen Gehirn orientieren und die aus Erfahrungen lernen können. Praktische Anwendungen solcher Systeme seien Robotersteuerungen für chirurgische Eingriffe oder für die Erkennung schwer lesbarer Handschriften, so Schmidhuber. Das IDSIA habe einen Wettbewerb gewonnen, in dem solche Systeme arabische Schriften hätten analysieren müssen, ohne über «Vorkenntnisse» in dieser Sprache zu verfügen.

Er bezeichnet das Tessiner Institut als «Geburtsort der künstlichen Intelligenz». Hier sei es in den letzten Jahren erstmals gelungen, «die Grenzen der künstlichen Intelligenz in einer berechenbaren Umgebung theoretisch-mathematisch zu definieren». Schmidhuber ist daher überzeugt, dass das Tessin dank dem IDSIA in dieser zukunftsträchtigen Disziplin gut platziert sei. In gut zehn Jahren würden Computer erschwinglich, deren Rechenkapazitäten denjenigen des menschlichen Gehirns entsprächen. «Das wird die Welt verändern», sagt Schmidhuber, «und unser Institut steht in dieser Entwicklung mitten drin.»

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