KI löst scheinbar unlösbares Mathe-Rätsel, keiner weiß wie

Googles KI-Sparte DeepMind programmiert nicht nur Künstliche Intelligenzen, um Go zu spielen. Ein neu entwickeltes Sprachmodell des Unternehmens konnte etwa ein berühmtes Mathe-Rästel knacken, das bisher als unlösbar galt. Damit zeigt sich, dass KI nicht nur seine bereitgestellten Trainingsdaten ausschöpfen, sondern selbst auch neue Erkenntnisse generieren kann.

Google DeepMinds Programm FunSearch ist dabei allerdings keine Wunder-KI. Die meisten Lösungen, die es generierte, mussten wieder verworfen werden. Das Programm ist darauf ausgerichtet, mathematische Funktionen zu suchen, daher der Name. Es ist nicht die erste Mathe-KI im Hause Google, aber eine der wenigen, die ein Sprachmodell (LLM, Large Language Model) zur Lösungsfindung einsetzen. Als Basis dient Googles "PaLM 2"-Modell, das für den Umgang mit Computercode weiter verfeinert wurde.

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Lösungsweg nicht ganz klar

Wie die KI zu ihrem Ergebnis kam, ist unklar. "Um ganz ehrlich zu sein, wir haben Hypothesen, aber wir wissen nicht genau, warum es funktioniert", sagt Alhussein Fawzi, ein Forscher bei Google DeepMind gegenüber MIT Technology Review. "Zu Beginn des Projekts wussten wir nicht, ob es überhaupt funktionieren würde".

Die Forscher*innen beschrieben das Problem in der Programmiersprache Python, ließen aber einige Codeteile aus, die das Problem lösen würden. Dann baten sie FunSearch, die Lücken zu füllen. Ein zweiter Algorithmus prüfte daraufhin, ob die Lösungsvorschläge der KI sinnvoll sind. Die meisten machten dabei überhaupt keinen Sinn, andere waren sinnvoll und einige wenige waren "wirklich inspirierend", wie Studien-Co-Autor Pushmeet Kohli sagt. Mit diesen "inspirierenden" Ergebnissen wurde die KI weiter gefüttert, bis sie nach einigen Tagen einen Lösungsansatz für das "Cap Set"-Problem lieferte.

KI ist vielseitig einsetzbar

Um die Vielseitigkeit von FunSearch zu testen, haben die Forscher*innen die KI noch ein Rätsel lösen lassen: das Bin-Packing-Problem oder Behälterproblem. Dabei geht es darum, Gegenstände in so wenige Behälter wie möglich zu packen. Dies ist für eine Reihe von Anwendungen in der Informatik wichtig, von der Verwaltung von Rechenzentren bis hin zum elektronischen Handel. FunSearch fand dabei einen Lösungsweg, der schneller ist als die bisher von Menschen entwickelten Verfahren.

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