Künstlicher Intelligenz auf der Spur

Sechs Schüler des Kaspar-Zeuß-Gymnasiums widmen sich in einem Projekt neuronalen Netzen. Ihre Ergebnisse sind verblüffend. Es gelingt ihnen, Computern das Lernen beizubringen. Am Donnerstagabend haben sie ihre Ergebnisse einem interessierten Publikum vorgestellt...

Die Teilnehmer des W-Seminars "Künstliche neuronale Netze" (von links) Florian Seliger, Marc Ammon, Florian Dressel, Lukas Hörning, Andreas Schütz und Tobias Gareis mit ihrem Betreuungslehrer Stephan Wachter.

Kronach - Mit künstlichen neuronalen Netzen haben sich sechs Schüler des Kaspar-Zeuß-Gymnasiums in den letzten zwei Schuljahren innerhalb eines wissenschaftlichen Seminars befasst. Am Donnerstagabend haben sie ihre Ergebnisse einem interessierten Publikum vorgestellt.

Was versteht man eigentlich unter "künstlichen neuronalen Netzen"? Mit dieser und ähnlichen Fragen haben sich die sechs Oberstufenschüler im Rahmen eines sogenannten wissenschaftspropedeutischen Seminars auseinandergesetzt. Die allesamt naturwissenschaftlich interessierten Schüler haben in dieses Pflichtseminar im Leitfach Informatik viel Zeit investiert und sich umfassend mit dem Begriff der künstlichen Intelligenz befasst.

"Künstliche Intelligenz lässt sich in zwei Bereiche aufteilen", wie Betreuungslehrer Stephan Wachter den Anwesenden im Vorfeld der Präsentation erklärt. So unterscheide man zwischen sogenannten Expertensystemen, die unfehlbar seien, und den bereits angesprochenen neuronalen Netzen. "Die künstlichen neuronalen Netze, die den Hauptteil der Arbeit in unserem Seminar aus

 

Was versteht man eigentlich unter "künstlichen neuronalen Netzen"? Mit dieser und ähnlichen Fragen haben sich die sechs Oberstufenschüler im Rahmen eines sogenannten wissenschaftspropedeutischen Seminars auseinandergesetzt. Die allesamt naturwissenschaftlich interessierten Schüler haben in dieses Pflichtseminar im Leitfach Informatik viel Zeit investiert und sich umfassend mit dem Begriff der künstlichen Intelligenz befasst.

"Künstliche Intelligenz lässt sich in zwei Bereiche aufteilen", wie Betreuungslehrer Stephan Wachter den Anwesenden im Vorfeld der Präsentation erklärt. So unterscheide man zwischen sogenannten Expertensystemen, die unfehlbar seien, und den bereits angesprochenen neuronalen Netzen. "Die künstlichen neuronalen Netze, die den Hauptteil der Arbeit in unserem Seminar ausgemacht haben, bilden ein Scharniergelenk zwischen der Informatik und der Biologie. Sie befassen sich vor allem mit computersimulierten Lernprozessen, die nach dem Muster natürlicher Lernprozesse, wie beispielsweise derer des menschlichen Gehirns, ablaufen", fügt Stephan Wachter einführend hinzu.

Wie Lernvorgänge ablaufen

Neben detailliertem Fachwissen erklären die Schüler zu Beginn ihres Vortrags, wie Lernvorgänge im Gehirn funktionieren und wo die Grenzen der menschlichen Intelligenz liegen. Ein einfaches Beispiel für einen Lernprozess erläutert Seminarteilnehmer Florian Seliger: "Wenn ein kleines Kind auf eine heiße Herdplatte langt und sich dabei die Finger verbrennt, findet in seinem Gehirn ein Lernprozess statt. Das Kind wird in Zukunft nicht wieder auf die Herdplatte langen, da es gelernt hat, dass die heiße Herdplatte Schmerzen bereitet, wenn man sie berührt."

Eine wichtige Frage, mit der sich die Schüler bei der Beschäftigung mit ihrem Seminarthema auseinandersetzen mussten, war die, wie man Computer zum Lernen animieren kann. "Die Beschäftigung mit künstlichen neuronalen Netzen, also mit nicht natürlicher Intelligenz, hat in den vierziger Jahren begonnen", erklärt Florian Seliger weiter. "Der letzte große Meilenstein in deren Geschichte war 1985 erreicht. Seitdem hat sich im Kenntnisstand über künstliche neuronale Netze nicht mehr viel gegenüber heutigen Auffassungen geändert."

Im Seminar selbst haben die Schüler sich viel mit praktischen Übungen beschäftigt. "Am Anfang war der Stoff, den wir gelernt haben, schon sehr happig. In den ersten Stunden haben wir uns nur theoretisches Wissen angeeignet. Dieses anzuwenden war für uns quasi ein Sprung ins kalte Wasser. Doch mit der Zeit ist es einfacher geworden. Als wir dann beim Programme-Schreiben angelangt waren, war der Unterricht etwas lockerer, da wir eigenständig arbeiten konnten", beschreibt Florian Dressel den Ablauf des wissenschaftlichen Seminars.

Stolzer Seminarleiter

Auch zwei von den Schülern mit der Programmiersprache Java selbst geschriebene Programme werden vorgestellt. So erläutert Marc Ammon anhand eines selbst geschriebenen Zahlenerkennungsprogramms, wie künstliche neuronale Netze heute angewendet werden können. Sein Mitschüler Florian Dressel fügt hinzu, dass erst durch den Prozess des Lernens Informations-Wissens-Strukturen entstehen können, sowohl im Kopf als auch im Computer.

Schon am Vortrag merkt man deutlich, dass sich die Schüler umfassend und intensiv mit ihrem Seminararbeitsthema befasst haben. "Zeitweise haben die Schüler im Seminar Hürden nehmen müssen, die über das Niveau des G8 Wissens hinausgehen", betont Lehrer Stephan Wachter. Doch er ist mit der Arbeit der Schüler sehr zufrieden. "Es muss angemerkt werden, dass alle sechs durchwegs hoch motiviert bei der Sache waren und sich in ihre Aufgaben richtig reingehängt haben. Auch für mich war dieses Seminar sehr spannend." Mit den richtigen Leuten, so ergänzt er, könne man viel erreichen. "Und so engagiert wie die Schüler bei der Sache waren, haben wir definitiv viel erreicht. Es freut mich, dass wir mit dieser Präsentation unser Seminar in einem entsprechenden Rahmen abschließen und vorstellen konnten."

Drucken

Wir helfen Ihnen gerne weiter.Logo-KZG-300.jpg

 

Kaspar-Zeuß-Gymnasium | Langer Steig 1  | 96317 Kronach
Telefon: 09261 / 50456 - 0 | Fax: 09261 / 50456 - 56 | Mail: sekretariat@kzg.de