Ein neues KI-System kann mehrere Möglichkeiten entwickeln, ein Problem zu lösen, und anschließend die wirksamsten auswählen.
In einem großen Hafen warten manchmal mehrere Schiffe auf die Hilfe von Schleppern. Es muss entschieden werden, welchen Schlepper man wann und zu welchem Schiff schickt. Jeder hat seine Verfügbarkeiten, die Fahrten dauern unterschiedlich lange und bestimmte Zeitpläne müssen eingehalten werden. Sobald sich ein Element ändert, muss möglicherweise die gesamte Planung überarbeitet werden.
Schlepper vor einem Containerschiff
Illustrationsbild Pixabay
Um diese Art von Knobelaufgaben zu lösen, schreiben Fachleute Programme, die nach einer guten Planung suchen, ohne alle Möglichkeiten auszuprobieren. Dafür verwenden sie praktische Regeln: Bestimmten Schiffen Priorität geben, Fahrten reduzieren oder unnötige Wartezeiten vermeiden. Das Problem ist, dass eine Methode, die in einem Hafen wirksam ist, nicht unbedingt auch in einem anderen funktioniert.
Forscher haben daher ein System namens LACE entwickelt, das sich auf KIs stützt, die Code schreiben können. Statt sie direkt nach der besten Antwort zu fragen, lässt es sie kleine Programme erstellen, die verschiedene Möglichkeiten der Planung vorschlagen.
Das System verfügt außerdem über Werkzeuge, um jeden Vorschlag zu überprüfen. Es kann zum Beispiel kontrollieren, dass ein Schlepper nicht gleichzeitig zwei Schiffen zugewiesen ist, und die Qualität der erstellten Pläne vergleichen. Programme mit guten Ergebnissen werden behalten und im Laufe der Versuche verbessert.
Der große Unterschied besteht darin, dass LACE nicht nach einer einzigen Methode sucht, die überall funktioniert. Es behält mehrere Methoden, die sich ergänzen. Eine Strategie kann besser sein, wenn sehr viele Schiffe im Einsatz sind, eine andere, wenn sie weit verstreut liegen. Das System wählt dann diejenige aus, die am besten zum jeweiligen Problem passt.
Die Forscher testeten das System zunächst an 36 Rechen- und Organisationsproblemen, die bereits zur Prüfung solcher Methoden verwendet wurden. LACE erreichte einen Durchschnittswert von 0,945 gegenüber 0,870 für das beste konkurrierende KI-basierte System. Eine einfache, direkt an eine KI gerichtete Anfrage erzielte 0,571.
Anschließend testeten sie vier neue, von der Hafenlogistik inspirierte Probleme, darunter die Organisation der Schlepper. LACE erreichte Werte zwischen 0,97 und 0,99. Unter denselben Bedingungen gelang es fünf anderen KI-basierten Methoden nicht, ein Programm zu erstellen, das alle Einschränkungen einhielt.
Die Tests wurden mit für die Studie vorbereiteten Problemen durchgeführt, für die genaue Regeln und Überprüfungsmöglichkeiten vorlagen. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass eine KI zur Entwicklung spezialisierter Rechenmethoden beitragen kann – eine Aufgabe, die Ingenieure normalerweise viel Zeit kostet.