{"id":8842,"date":"2024-01-03T20:16:59","date_gmt":"2024-01-03T20:16:59","guid":{"rendered":"https:\/\/dailyai.com\/?p=8842"},"modified":"2024-01-04T11:12:34","modified_gmt":"2024-01-04T11:12:34","slug":"oxford-university-study-demonstrate-how-biological-learning-trumps-ai","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dailyai.com\/de\/2024\/01\/oxford-university-study-demonstrate-how-biological-learning-trumps-ai\/","title":{"rendered":"Studie der Universit\u00e4t Oxford zeigt, wie biologisches Lernen KI \u00fcbertrumpft"},"content":{"rendered":"<p><b>Forscher der MRC Brain Network Dynamics Unit und des Fachbereichs Informatik der Universit\u00e4t Oxford haben eine neue Methode zum Vergleich des Lernens von KI-Systemen und des menschlichen Gehirns gefunden.\u00a0<\/b><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Die Studie befasst sich zun\u00e4chst mit einem grundlegenden Problem sowohl beim menschlichen als auch beim maschinellen Lernen: der Kreditvergabe. Dieses Konzept zeigt auf, welche Teile des Lernprozesses f\u00fcr Fehler verantwortlich sind, was dem Lernprozess selbst immanent ist.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Bei KI-Systemen erfolgt dies durch Backpropagation, d. h. die Anpassung von Parametern, um Fehler in der Ausgabe zu korrigieren.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Backpropagation funktioniert wie eine R\u00fcckkopplungsschleife. Wenn eine KI eine Vorhersage oder Entscheidung trifft, die sich als falsch herausstellt, f\u00fchrt diese Methode durch die Schichten des Netzwerks zur\u00fcck.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Dabei wird ermittelt, welche Teile der Berechnung zum Fehler beigetragen haben, und diese Teile werden dann angepasst, um den Entscheidungsprozess der KI f\u00fcr k\u00fcnftige Vorhersagen zu verfeinern.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Die <\/span><a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41593-023-01514-1\"><span style=\"font-weight: 400;\">Studie<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400;\">Die in der Zeitschrift Nature Neuroscience ver\u00f6ffentlichte Studie erkl\u00e4rt, wie sich die Backpropagation von der Lernmethode des menschlichen Gehirns deutlich unterscheidet.\u00a0<\/span><\/p>\n<blockquote class=\"twitter-tweet\">\n<p dir=\"ltr\" lang=\"en\">Neue Forschung von <a href=\"https:\/\/twitter.com\/MRCBNDU?ref_src=twsrc%5Etfw\">@MRCBNDU<\/a> zeigt, dass die Art und Weise, wie das Gehirn lernt, sich von der Art und Weise, wie Systeme der k\u00fcnstlichen Intelligenz lernen, unterscheidet und besser ist als diese: <a href=\"https:\/\/t.co\/Tg1d9vdsKy\">https:\/\/t.co\/Tg1d9vdsKy<\/a><a href=\"https:\/\/twitter.com\/hashtag\/OxfordAI?src=hash&amp;ref_src=twsrc%5Etfw\">#OxfordAI<\/a><\/p>\n<p>- Nuffield Department of Clinical Neurosciences (@NDCNOxford) <a href=\"https:\/\/twitter.com\/NDCNOxford\/status\/1742493014793097510?ref_src=twsrc%5Etfw\">3. Januar 2024<\/a><\/p><\/blockquote>\n<p><script async src=\"https:\/\/platform.twitter.com\/widgets.js\" charset=\"utf-8\"><\/script><\/p>\n<p>W\u00e4hrend die KI traditionell auf Backpropagation setzt, um Fehler zu beheben, schlagen die Forscher vor, dass das Gehirn dieselben Aufgaben durch einen Prozess namens \"prospektive Konfiguration\" ausf\u00fchrt.<\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Bei der prospektiven Konfiguration passt das Gehirn die Verbindungen nicht direkt aufgrund von Fehlern an, sondern sagt zun\u00e4chst das ideale Muster der neuronalen Aktivit\u00e4t voraus, das sich aus dem Lernen ergibt. Erst nach dieser Vorhersage erfolgen \u00c4nderungen an den neuronalen Verbindungen.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Diese Methode steht im Gegensatz zu der in der KI verwendeten Backpropagation, bei der der Prozess umgekehrt abl\u00e4uft - die Anpassung der Verbindungen f\u00fchrt zu einer Ver\u00e4nderung der neuronalen Aktivit\u00e4t und diese folgt.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Entscheidend ist, dass die prospektive Konfiguration, ein Ansatz, der wahrscheinlich von praktisch allen biologischen Gehirnen verwendet wird, einen effizienteren Lernmechanismus als die Backpropagation bietet.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Im Gegensatz zur k\u00fcnstlichen Intelligenz kann der Mensch neue Informationen schnell und mit minimalem Aufwand aufnehmen, ohne dass das vorhandene Wissen verloren geht - eine F\u00e4higkeit, die die k\u00fcnstliche Intelligenz nur schwer erreichen kann. <\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Diese Strategie bewahrt nicht nur das vorhandene Wissen, sondern beschleunigt auch den Lernprozess.<\/span><\/p>\n<h2>Es gibt noch Leben im alten menschlichen Gehirn<\/h2>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Das Team veranschaulicht dieses Konzept mit einer Analogie. Stellen Sie sich einen B\u00e4ren vor, der Lachse angelt: Er nutzt den Anblick des Flusses und den Geruch der Lachse, um den Erfolg vorherzusagen.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Wenn der B\u00e4r aufgrund eines besch\u00e4digten Ohrs den Fluss pl\u00f6tzlich nicht mehr h\u00f6ren kann, w\u00fcrde ein KI-Modell f\u00e4lschlicherweise annehmen, dass es keine Lachse gibt.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Im Gegensatz dazu w\u00fcrde sich das Gehirn des Tieres, das auf der Grundlage einer prospektiven Konfiguration arbeitet, immer noch auf den Geruch verlassen, um auf die Anwesenheit des Lachses zu schlie\u00dfen.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Diese Theorie, die durch Computersimulationen gest\u00fctzt wird, zeigt, dass Modelle, die eine prospektive Konfiguration verwenden, herk\u00f6mmliche neuronale KI-Netze in ihrer Lernleistung \u00fcbertreffen.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Professor Rafal Bogacz, der leitende Forscher der MRC Brain Network Dynamics Unit und des Nuffield Department of Clinical Neurosciences in Oxford, <\/span><a href=\"https:\/\/www.ox.ac.uk\/news\/2024-01-03-study-shows-way-brain-learns-different-way-artificial-intelligence-systems-learn\"><span style=\"font-weight: 400;\">beschrieben in der Studie<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400;\">: \"Derzeit klafft eine gro\u00dfe L\u00fccke zwischen abstrakten Modellen, die eine prospektive Konfiguration vornehmen, und unserem detaillierten Wissen \u00fcber die Anatomie von Gehirnnetzwerken.\"<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">\"Zuk\u00fcnftige Forschungen unserer Gruppe zielen darauf ab, die L\u00fccke zwischen abstrakten Modellen und realen Gehirnen zu schlie\u00dfen und zu verstehen, wie der Algorithmus der prospektiven Konfiguration in anatomisch identifizierten kortikalen Netzwerken umgesetzt wird.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Mitautor Dr. Yuhang Song f\u00fcgt hinzu: \"Im Falle des maschinellen Lernens ist die Simulation der prospektiven Konfiguration auf bestehenden Computern langsam, da sie auf eine grundlegend andere Weise arbeiten als das biologische Gehirn. Es muss ein neuer Computertyp oder eine spezielle, vom Gehirn inspirierte Hardware entwickelt werden, die in der Lage ist, die prospektive Konfiguration schnell und mit geringem Energieaufwand zu implementieren.\"<\/span><\/p>\n<h2>Bio-inspirierte KI ist in der Pipeline<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/dailyai.com\/de\/2023\/08\/the-evolution-of-bio-inspired-ai-developments-and-future-direction\/\"><span style=\"font-weight: 400;\">Bioinspirierte KI<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400;\">Die auch als neuromorphe KI bezeichnete Technologie zielt darauf ab, Systeme zu schaffen, die \u00e4hnlich wie nat\u00fcrliche Organismen f\u00fchlen, denken und sich verhalten k\u00f6nnen. <\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">I<\/span><span style=\"font-weight: 400;\">t konzentriert sich auf Eleganz, Anpassungsf\u00e4higkeit und Energieeffizienz - Eigenschaften, die biologischen Systemen eigen sind.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Das menschliche Gehirn mit seiner effizienten Energienutzung und seiner F\u00e4higkeit, sich in unterschiedlichen Umgebungen zurechtzufinden, \u00fcbertrifft die KI in zahlreichen Disziplinen und Anwendungen noch immer. <\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">In der Tat ist unser Gehirn mit minimaler Leistung bewusst - <\/span><a href=\"https:\/\/dailyai.com\/de\/2023\/09\/are-current-ai-systems-exhibiting-any-signs-of-consciousness\/\"><span style=\"font-weight: 400;\">ein Meilenstein, den die KI nach den meisten Sch\u00e4tzungen noch nicht erreicht hat<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400;\">.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Im Gegensatz zu den kolossalen Leistungsanforderungen aktueller KI-Modelle wie ChatGPT, die Tausende leistungshungriger Grafikprozessoren ben\u00f6tigen, zielt die bioinspirierte KI auf die Entwicklung nachhaltigerer und anpassungsf\u00e4higerer Systeme ab.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">In letzter Zeit hat es in diesem Bereich Fortschritte gegeben: IBM und Rain AI <\/span><a href=\"https:\/\/dailyai.com\/de\/2023\/10\/ibm-northpole-chip-promises-faster-low-energy-ai-processing\/\"><span style=\"font-weight: 400;\">Entwicklung von Chips mit geringem Stromverbrauch<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400;\"> auf synaptische Funktionen modelliert.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Sam Altman, CEO von OpenAI <\/span><a href=\"https:\/\/dailyai.com\/de\/2023\/12\/openai-setup-a-multi-million-deal-to-buy-chips-from-altman-backed-company\/\"><span style=\"font-weight: 400;\">Backed Rain AI<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400;\"> und OpenAI wollte sich von ihnen Chips im Wert von mehreren Millionen Dollar sichern.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Andere neue Ans\u00e4tze f\u00fcr bioinspirierte KI <\/span><a href=\"https:\/\/dailyai.com\/de\/2023\/08\/ex-google-researchers-establish-an-innovative-bio-inspired-ai-startup\/\"><span style=\"font-weight: 400;\">Schwarmintelligenz einbeziehen<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400;\">das die kollektive Entscheidungsfindung von Gruppen von Insekten, V\u00f6geln und Fischen nachahmen soll.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Die Fortschritte in diesem Bereich versprechen, die L\u00fccken in den traditionellen KI-Modellen zu schlie\u00dfen und uns in eine Zukunft zu f\u00fchren, in der Maschinen nicht nur Werkzeuge sind, sondern Wesen mit einem gewissen Ma\u00df an Autonomie und Interaktion mit der Umwelt.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Wie die Oxford-Studie zeigt, muss die KI jedoch noch einige grundlegende Fragen beantworten, bevor sie es mit biologischen Gehirnen aufnehmen kann.\u00a0<\/span><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Forscher der MRC Brain Network Dynamics Unit und des Fachbereichs Informatik der Universit\u00e4t Oxford haben ein neuartiges Verfahren zum Vergleich des Lernens in KI-Systemen und im menschlichen Gehirn entwickelt.  Die Studie befasst sich zun\u00e4chst mit einem grundlegenden Problem sowohl beim menschlichen als auch beim maschinellen Lernen: der Kreditvergabe. Mit diesem Konzept wird ermittelt, welche Teile des Lernprozesses f\u00fcr Fehler verantwortlich sind, was dem Lernprozess selbst immanent ist.  Bei KI-Systemen geschieht dies durch Backpropagation, d. h. die Anpassung von Parametern zur Korrektur von Fehlern in der Ausgabe.  Backpropagation funktioniert wie eine R\u00fcckkopplungsschleife. 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