Die Evolutionslehre Charles Darwins spielt nicht nur in der Biologie eine Rolle, sondern wird auch im Feld der künstlichen Intelligenz (KI) bemüht. Das passiert etwa im Fachbereich Evolutionäre Algorithmen an der FH Vorarlberg, wie Michael Hellwig verrät.

Der studierte Mathematiker und theoretische Informatiker leitet das Josef-Ressel-Zentrum (JRZ) für Robuste Entscheidungen in Dornbirn. Zusammen mit seinem Forschungsteam untersucht er, wie eine künstliche Intelligenz aus Daten robuste Entscheidungen ableiten kann.

"In erster Linie wenden wir KI auf Problemstellungen von Firmen an. Darüber hinaus betreiben wir Grundlagenforschung und entwickeln Algorithmen, die auf Lösungsfindung programmiert sind", sagt Hellwig. Zur besseren Veranschaulichung nennt er den Faktor Mensch als Beispiel: "Wenn aufgrund von Covid fünf Personen ausfallen, bedeutet das eine Verzögerung im gesamten Produktionsablauf.

Dabei ließen sich die nötigen Vorbereitungen treffen, ohne das geplante Organisationskonzept verwerfen zu müssen." Für das JRZ mit fünf Jahren Laufzeit haben vier Firmen, das Wirtschaftsministerium sowie die Nationalstiftung für Forschung, Technologie und Entwicklung 1,2 Millionen Euro bereitgestellt.

Beste Option berechnen

"Bei evolutionären Algorithmen ahmt der Computer sinnbildlich die Evolution nach", erzählt Hellwig. "Das System überprüft die Algorithmen auf ihre Funktionsweisen. Erweist sich ein Lösungsweg als vorteilhaft, hebt es sich die Information für die nächste Testgruppe auf, mangelhafte Wege selektiert es aus." Der wiederholte Vorgang soll zum Erfolg führen und die beste Option berechnen.

Problemstellungen aus der Praxis liefern die Unternehmenspartner: der Automobilzulieferer Hirschmann Automotive, die Hypo Vorarlberg Bank sowie die Beratungsunternehmen Protask Consulting und Mypex.

Die "beste Option" ist allerdings nicht gleichzusetzen mit der "robusten Lösung", erklärt Hellwig: "Optimale Lösungen sind etwas Einzigartiges und schwer zu realisieren. Wenn sich die äußeren Bedingungen verändern, ist das System sehr instabil." Die robuste Entscheidung ziele darauf ab, Lösungen mit einer kleinen Fluktuationsspanne zu finden.

Querschnittsgebiet

Wichtiger als eine optimale Lösung sei daher stets eine stabile. Die Rechnung bezieht nämlich Parameter mit ein, die bei etwaigen Ausfällen das Planungskonzept stützen. Neben Grundlagenforschung im Fachbereich KI und der Demonstration von Expertise und Potenzial verfolgt das über die Christian-Doppler-Gesellschaft geförderte JRZ das Ziel, in der Region aufzuscheinen und attraktive Folgeprojekte an Land zu ziehen.

"Ich bin sehr glücklich mit dem, was wir machen. Das kann gerne so weitergehen", sagt Hellwig. Im Querschnittsgebiet Evolutionäre Algorithmen und Machine-Learning gebe es zweifellos noch vieles zu ergründen, was über den Profit von Unternehmen hinausgeht. (Julia Dvorin, 27.8.2022)