Segeln lernen wie ein Kind
Bisher basierte die Automatisierung im Segelsport auf einer genauen Modellierung der physikalischen Phänomene und der daraus resultierenden Anweisungen für die Steuerung des Bootes. Doch die Teams von Marin, einem der renommiertesten Meeresforschungsinstitute Europas, beschlossen, einen Schritt weiter zu gehen und sich auf künstliche Intelligenz zu stützen. Ausgehend von der Feststellung, dass ein Kind, das auf einem Optimisten das Segeln lernt, weder die Details der Hydrodynamik noch der Aerodynamik beherrscht, sondern aus seinen Erfahrungen heraus entdeckt, wollten sie herausfinden, ob ein Computer das Segeln auf die gleiche Weise entdecken kann.
Ein automatisierter Optimist
Dazu wurde ein Optimist für das Experiment im Testbecken des Forschungszentrums umgebaut. Über Aktuatoren erhielt der Computer die Kontrolle über drei wesentliche Parameter: die Pinne, die Segelschot und die Möglichkeit, ein Gewicht, das dem Crewmitglied entspricht, quer zu bewegen. Dadurch hat der Computer Zugriff auf den Kurs, die Windstärke und die Krängung der Jolle.
Vorheriges Lernen vor der Navigation
Um den Lernprozess zu beschleunigen und zu vereinfachen, wurde die künstliche Intelligenz zuvor mithilfe von Simulationen realer dynamischer Bedingungen trainiert. Dabei wurde ein sogenannter lernverstärkender Agent eingesetzt. Dieser kopiert die Realität, indem er die Maschine "belohnt", wenn das Ergebnis ihrer Handlungen positiv ist, und ihr im umgekehrten Fall Strafen zuweist. Belohnungen und Bestrafungen sind eher an Handlungsreihen als an bestimmte Handlungen gebunden.
Ermutigende Ergebnisse
Während des Lernprozesses testet die KI riskante Verhaltensweisen, ähnlich wie ein angehender Seemann. Diese werden dann durch an die Maschine angepasste Rückmeldungen eliminiert. Verschiedene KI-Agenten wurden auf dem Optimisten trainiert und führten zu unterschiedlichen Verhaltensweisen, die denen ähneln, die bei Kindern beobachtet werden, die den Optimisten entdecken.
Die Maschine wurde aufgefordert, in einem bestimmten Bereich des Testbeckens nach Luv zu fahren. Einer führte eine Reihe von Wendemanövern durch und endete damit, dass er auf den letzten Metern mit dem Ruder kränkelte, wobei er die damit verbundenen Strafen für akzeptabel hielt, ein anderer ging mehr Risiko ein, war aber dennoch schneller, ein dritter war konservativer, aber dennoch effizient, und der letzte war zu konservativ, um das Ziel zu erreichen.
Für die Forscher eröffnet dieses Experiment Wege für den Einsatz in verschiedenen maritimen Bereichen, wobei das Lernen auf verschiedenen Schiffstypen möglich ist. Über das Freizeitsegeln hinaus, bei dem der Freizeitsegler wahrscheinlich dazu neigt, den Spaß an der Aktion beibehalten zu wollen, eröffnen sich professionelle Anwendungen, insbesondere im Bereich der Treibstoffeinsparung oder der Erkennung von Leistungseinbußen.
