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Altruismus-Studie: Evolution macht Roboter selbstlos

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Selbstlos können nicht nur Menschen sein - auch bei Tieren und Bakterien kommt die Eigenschaft vor. Jetzt haben Forscher sogar Robotern beigebracht, nett zueinander zu sein. Damit wollen sie der Evolution des altruistischen Verhaltens auf die Spur kommen.

Künstliche Evolution: Die virtuell selbstlosen Roboter Fotos
EPFL / Alain Herzog

Wieso handeln Menschen manchmal selbstlos? Die Frage fasziniert Evolutionsbiologen. Denn oberflächlich betrachtet ist es ein Paradox: Aus evolutionärer Sicht gewinnt der, der sich gegen Mitbewerber durchsetzt - wieso soll er denen also helfen? Trotzdem sind Menschen, Tiereund sogar Bakteriendazu in der Lage, altruistisch zu handeln, also anderen zu helfen, ohne daraus einen offensichtlichen Vorteil zu ziehen.

Die Gründe für das Phänomen sind noch unklar, Anhänger verschiedener Theorien streiten miteinander. Jetzt sollen ausgerechnet Roboter Klarheit bringen: Forscher um Markus Waibel von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne zeigen in einer Studie im Fachblatt "Plos Biology", dass auch Roboter selbstlos handeln können - unter bestimmten Umständen.

Sie überprüften experimentell eine Formel, die der Evolutionstheoretiker William Hamilton bereits 1964 aufgestellt hat: Ob es sich lohnt, einem Artgenossen zu helfen, lässt sich durch drei Faktoren vorhersagen - dem Aufwand für den Helfenden, dem Nutzen für den Hilfeempfänger und der Verwandtschaft zwischen beiden. Demnach lohnt es sich eher, einem näheren Verwandten zu helfen.

Sein Leben für zwei Geschwister opfern

Genetiker John Haldane hat das Prinzip der sogenannten Verwandtenselektion einmal anschaulich auf den Punkt gebracht: "Ich würde nicht mein Leben opfern, um meinen Bruder zu retten. Aber für zwei Brüder oder acht Cousins würde ich es tun." Geschwister sind ungefähr zur Hälfte genetisch gleich. Demnach spielt es also evolutionsbiologisch keine Rolle, ob zwei meiner Brüder überleben und Nachfahren zeugen oder ich selbst.

Doch diese Regel hat unter Kooperations-Forschern einen Streit entfacht, der immer noch anhält. 2010 veröffentlichten Evolutionsbiologen der Harvard University im Wissenschaftsjournal "Nature" einen Aufsatz, der Zweifel an der Verwandtenselektion aufwirft. Prompt wurde er mit einer Gegendarstellung im gleichen Journal gekontert - unterschrieben von 137 Forschern. Inmitten dieses Streits veröffentlichen jetzt die Forscher um Waibel ihre Studie, die behauptet: Die Regel von Hamilton gilt - zumindest bei virtuellen Robotern.

Dazu entwarfen sie ein Experiment, mit dem Evolution bei Robotern nachgebildet werden kann. Die Forscher benutzten sehr einfache Roboter, die Futterstückchen erkennen und bewegen können. Je acht Roboter kamen dann auf ein Feld mit verstreutem Futter und sollten ein Spiel spielen: Wurde Futter von einem Roboter an die richtige Stelle gebracht, bekam er einen Punkt gutgeschrieben. Die Roboter konnten sich aber auch dafür entscheiden, diesen Punkt mit den übrigen sieben zu teilen. Nach Abschluss der Runde konnten die Roboter mit den meisten Punkten ihr Erbgut an die Roboter der nächsten Spielrunde weitergeben - an die nächste Generation. Die "Gene" waren Parameter, welche das Verhalten des Roboters kontrollieren - seine Bewegung und die Tendenz, mit anderen zu teilen.

Dieses Spiel wurde insgesamt 500 Mal gespielt - die ersten Runden mit echten Robotern, der größte Teil aber als Computersimulation. "Das ginge auch nicht anders", sagt Markus Waibel, "die Versuche entsprechen 950 Jahren Roboterlaufzeit". Reparatur und Batteriewechsel nicht mitberechnet.

Am Anfang wurden die Verhaltens-Parameter zufällig eingestellt. Die virtuellen Roboter waren also recht hilflos, streunten ziellos über das Feld, sammelten nur wenig Futter ein. Doch die künstliche Evolution funktionierte: Nach und nach verbreiteten sich bessere Verhaltensweisen, sorgten dafür, dass die Roboter zu geschickten Sammlern wurden. Gleichzeitig entwickelte sich auch ihre Großzügigkeit: und zwar wie in der Regel von Hamilton vorhergesagt. Stellten die Forscher die Werte in der Simulation so ein, dass sich ein günstiges Verhältnis von Kosten, Nutzen und Verwandtschaft ergab, teilten die Roboter nach einigen Runden mehr untereinander. Setzten dagegen die Wissenschaftler die Werte umgekehrt, wurden die Roboter geizig, gaben ihren Artgenossen kaum etwas ab.

Nicht nur für Roboter bedeutend

Die Ergebnisse könnten auch auf die Natur übertragen werden, meint Michael Lachmann, Forschungsgruppenleiter am Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie. "Die Studie zeigt, dass die Regel von Hamilton auch unter komplexen Bedingungen altruistisches Verhalten erklären kann", so der Evolutionstheoretiker. Auch sei es kein Nachteil, dass mit einer Simulation und nicht mit echten Robotern gearbeitet wurde - das Ergebnis sei das gleiche. Insgesamt lenke die Studie den Fokus der umstrittenen Altruismus-Forschung auf einen vielversprechenden Ansatz.

Auch Arne Traulsen, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön, wertet die Studie als wichtigen ersten Schritt in die richtige Richtung: "Es wäre interessant, wenn man über Computersimulationen hinausgehen würde." Das könne eben auch mit Robotern geschehen. Die eigentlichen Ergebnisse der Studie findet der Forscher an sich nicht überraschend: "Wäre etwas anderes herausgekommen, hätte ich technische Probleme vermutet." Die Regel von Hamilton könne man damit weder bestätigen noch widerlegen.

Die beiden Wissenschaftler sind sich darüber einig, dass die Studie auch aus einem anderen Grund wichtig ist: als neuer Ansatz, Robotern Kooperation beizubringen. Waibel hat sogar schon konkrete Vorstellungen dazu - er will die neuen Erkenntnisse bei der Entwicklung von Robotern anwenden, die in Gruppen fliegen und ihre Flüge aufeinander abstimmen können.

Die Ergebnisse sind also für die Robotik bedeutend - bei der Frage, ob sie Neues über Altruismus bei Menschen lehren, ist Waibel vorsichtiger: "Die Grundlagen sind die gleichen - die Regel von Hamilton gilt für Tiere, Roboter und Menschen." Doch bei dem komplexen Lebewesen Mensch kämen wohl noch andere Faktoren dazu. So verstehen wir wahrscheinlich die Selbstlosigkeit von Robotern vorerst besser als unsere eigene.

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insgesamt 11 Beiträge
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1. Alter Hut
flusser, 09.05.2011
Diese Geschichte ist nun wirklich nichts neues, dazu gibt es Untersuchungen seit 30 Jahren! Wer Interesse hat der sollte das sehr interessante Buch "Die Evolution der Kooperation" von Rober Axelrod dazu lesen, erschienen 1984.
2. Wenn Klugsch**ßen, dann richtig.
olex46 09.05.2011
Zitat von flusserDiese Geschichte ist nun wirklich nichts neues, dazu gibt es Untersuchungen seit 30 Jahren! Wer Interesse hat der sollte das sehr interessante Buch "Die Evolution der Kooperation" von Rober Axelrod dazu lesen, erschienen 1984.
Und über etwas, was schon mal untersucht wurde, darf man keine neuen Erkenntnisse veröffentlichen?! Scheinbar hätte es auch Ihnen nicht geschadet, den Artikel mal aufmerksam zu lesen, dann wüssten Sie jetzt, dass daran nicht seit 30 sondern schon seit mindestens 47 Jahren geforscht wird: "Sie überprüften experimentell eine Formel, die der Evolutionstheoretiker William Hamilton bereits 1964 aufgestellt hat..."
3. Nicht gabnz so alt der Hut
felix_bach 09.05.2011
Zitat von flusserDiese Geschichte ist nun wirklich nichts neues, dazu gibt es Untersuchungen seit 30 Jahren! Wer Interesse hat der sollte das sehr interessante Buch "Die Evolution der Kooperation" von Rober Axelrod dazu lesen, erschienen 1984.
Axelrods Buch beschreibt weniger ueber Evolution von sebstlosen Verhalten als ueber slebstloses Verhalten im taeglichen Leben (proximate Gruende). Auserdem waren die Simulationen sehr viel simpler und konnten im Tierreich nie wirklich ueberzeugend gefunden werden
4. Alleinanspruch der Religionen
stupp 09.05.2011
Wenn die letzte Bastion der Religionen, nämlich der Alleinanspruch auf die Idee der "caritas", fällt - was bleibt dann eigentlich noch, für das es sich zu glauben lohnte...?
5. caritas
47/11 09.05.2011
Zitat von stuppWenn die letzte Bastion der Religionen, nämlich der Alleinanspruch auf die Idee der "caritas", fällt - was bleibt dann eigentlich noch, für das es sich zu glauben lohnte...?
Warum wollen Sie glauben, wenn Sie wissen können . Suchen Sie nach der Wahrheit und dann haben Sie einen Grund, an Sich und die Menschen zu glauben . Kein Aberglaube wird Sie " erretten " .
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