Schlagwort: science

Vernetzte Gehirne arbeiten zusammen effizienter als alleine

Die interessanteste Meldung dieser Woche ist für mich eindeutig aus dem Bereich der Biologie. Es geht dabei um ein Experiment an Laborratten, die sich in Brasilien und den USA befanden.

Die Biologen haben dabei den Ratten beider Seiten Elektroden in dem Bereich des Gehirns eingepflanzt (aua!), der für die Körperbewegung zuständig ist. Dabei wurden die Signale dann mittels Internet auch noch über 6000 km weit übertragen.

In den Käfigen in Brasilien waren die Ratten darauf trainiert, wenn eine Lampe leuchtet einen kleinen Hebel zu drücken, dann bekamen sie Wasser. In den USA befand sich derselbe Versuchsaufbau, allerdings ohne Lampe.

Und nun geschieht das Interessante: dank der Signale aus Brasilien konnten die Ratten in den USA in 70% der Fälle das Problem dennoch lösen. Mehr noch, die Signalleitung funktioniert sogar in beide Richtungen, wenn sich die eine Ratte irrte, dann verstärkte die andere die Signale, um sie deutlicher zu machen und der Empfänger drückte häufiger auf den Hebel. Wie das genau funktioniert, da tappen die Forscher bisher im Dunkeln.

Warum ich diese Meldung interessant finde? Nun, was bei Ratten funktioniert und die Technik ist nunmal bereits jetzt existent, das muss im Grunde auch beim Menschen funktionieren. Denn bei aller Arroganz, die der Mensch häufig an den Tag legt, ist doch dessen Hirn aus biologischer Sicht betrachtet vereinfacht gesagt ja zwar eine erhebliche Weiterentwicklung des Rattenhirns, aber die grundlegenden Funktionalitäten sind dieselbe, da die Natur im Laufe der Evolution nunmal an ihren bewährten Grundbauplänen festhält. Die Forscher träumen ja von einer Art biologischen Rattencomputer, den sie dann vor diverse Aufgaben stellen wollen. Welche sollen das denn bitte sein? Dronen fliegen? Solche Forschungen findet wenn doch vor allem immer das Militär höchst interessant, die haben da schließlich das Abo drauf.

Was wir hier haben, ist eine funktionierende Datenaustauschschnittstelle zwischen zwei lebendigen und relativ einfach gebauten Gehirnen über eine große Entfernung. Wenn das auf diese Art und Weise funktioniert, dann werden die Forscher sicherlich alles daran setzen, die Sprache oder genauer die Codierung der Hirnströme zu entschlüsseln, um diese zu lernen, zu verstehen und per Hand nachbauen zu können. Das muss man sich mal in Ruhe durch den Kopf gehen lassen, damit sich der Gedanke sackt.

Wenn man denn erstmal die Sprache versteht, dann ist es vermutlich kein allzu großer Schritt mehr, ein biologisches Gehirn durch einen Computer zu ersetzen, der in dem Bereich tätig ist. Die Schaffung einer neuralen Hirn-Computerverbindung ist ja seit vielen Jahren ein Traum vieler Wissenschaflter.

Und wenn die Übertragung im Bereich von Bewegungsabläufen so gut funktioniert, wer sagt dann nicht, dass diese Technologie weiter entwickelt eines Tages dazu in der Lage sein wird, virtuelle Umgebungen direkt im Gehirn Wirklichkeit werden zu lassen? Das würde jedenfalls die Möglichkeiten und Grenzen unserer Wahrnehmung deutlich verschieben. 

Die Grundlagen dieser Entwicklung sind jedenfalls heute bereits vorhanden und funktionieren.  Die Frage dabei ist, wo uns diese Forschung noch hinführen wird, ich bin mir jedenfalls sicher, da ist noch viel Luft nach oben drin und der Anfang ist nunmal gemacht. Da gibt es kein Zurück mehr.

Second Life und die höhere Mathematik

Second Life selber ist schön bunt anzusehen, ein netter Zeitvertreib und macht vielen einfach Spaß. Wer sich in Second Life begibt und dort bewegt, der hat sicherlich alles andere am Hut, als sich mit Mathematik zu beschäftigen, und doch ist höhere Mathematik in Second Life allgegenwärtig, man muss nur einmal genauer hinschauen, um es zu begreifen. Mehr noch: ohne Mathematik wäre eine Welt wie Second Life gar nicht möglich!

Geometrie allüberall
Das beginnt schon mit den Prims: diese sind nichts anderes als einfache, geometrische Formen. Damit man sich in Second Life bewegen kann, wird jedem Punkt in einer Sim eine eindeutige Koordinate zugeteilt, das ist nichts anderes als ein dreidimensionales, kartesisches Koordinatensystem.

Nun bewegt man sich aber auch in Second Life oder gewisse Objekte bewegen sich, und damit kommt schon höhere Mathematik ins Spiel, denn um genau solche Effekte zu beschreiben, benötigt man Vektoren. Vektoren selber sind Bestandteil der sog. linearen Algebra, und mit diesen kann allerhand angestellt werden.

Wer also irgendwann mal mit Rotationen arbeitet oder Objekte skriptgesteuert irgendwelche Bewegungen vollführen lassen will, der kommt nicht wirklich darum herum. Gleiches gilt für das Partikelsystem und vieles, vieles mehr…

Das Geburtstagsparadoxon
Eine weitere Sache, die in Second Life täglich Anwendung findet, ist die Wahrscheinlichkeitsrechnung. Genauer gesagt geht es dabei um das sog. Geburtstagsparadoxon, welches ein altbekanntes und gut diskutiertes Problem der Mathematik darstellt.

Angenommen, in einem Raum befinden sich 23 Personen. Wie hoch ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens zwei von ihnen ohne Berücksichtigung des Jahrgangs am selben Tag Geburtstag haben?

Die Antwort selber ist überraschend: die Wahrscheinlichkeit liegt höher als 50%, bei 36 Personen ist sie sogar bei 83%. (Eine genauere, mathematische Erklärung befindet sich hier in diesem PDF).

Nun möchte man aber fragen: was bitte hat das Geburtstagsparadoxon denn mit Second Life zu tun? Sehr viel, sogar sehr sehr viel, man nutzt es ständig, und die Form der Anwendung ist zum Beispiel solch eine Zahl: 5fe9759e-03e2-4268-8af0-ed165a158df1.

Das ist nichts anderes als die altbekannte UUID (128 bit breit), also der fundamentale Bestandteil aller Assets. Die Sache bei der UUID ist diese, dass diese rein zufällig innerhalb eines gewissen Namensraumes vergeben wird und man mit Hilfe des Geburtstagsparadoxon abschätzen kann, wie hoch denn die Wahrscheinlichkeit einer Kollision (die Vergabe derselben UUID zweimal also) innerhalb dieses Namensraums ist.

Diese ist trotz der stetigen Vergabe von UUIDs so gering, dass sich das System noch auf lange Zeit halten wird.

Astronomische Entdeckung: zwei Planeten teilen denselben Orbit

Heute tickerte bei mir diese wissenschaftliche Entdeckung der NASA ein: es wurde mit Hilfe des Kepler-Teleskops ein Sonnensystem entdeckt, in dem sich zwei Planeten dieselbe Umlaufbahn um die dortige Sonne teilen.

Diese Entdeckung ist daher interessant, da solche Systeme bisher zwar theoretisch durchgerechnet wurden, aber wohl – so wird auch ein NASA-Direktor zitiert – vorher noch keines entdeckt worden ist. Möglich wird dieser ungewöhnliche Orbit durch sweet spots in der Gravitation, wenn ein Objekt im Weltall ein viel größeres umkreist, dann liegen die möglichen Punkte dafür genau 60 Grad vor und nach dem Objekt.

Wer genaueres zu der Entdeckung wissen will, hier ist das Paper.