Ein Forschungsteam der Universität Klagenfurt hat mit „CheckMate“ eine neue KI gestützte Technologie entwickelt, die komplexe kombinatorische Probleme und Optimierungsaufgaben automatisiert lösen kann. Laut Universität erzielt das System dabei deutlich bessere Ergebnisse als bisherige Verfahren für „harte Probleme“ der industriellen Praxis. Für die Entwicklung wurde bereits ein Patent eingereicht.
Anwendungsfelder gibt es viele: von Eisenbahnsicherungssystemen über die optimale Planung von Industrieanlagen bis hin zu Logistik und Produktionsabläufen. In all diesen Bereichen geht es darum, aus einer oft enorm großen Anzahl möglicher Lösungen eine möglichst optimale zu finden. Gerade bei solchen sogenannten „harten Problemen“ stoßen herkömmliche Verfahren rasch an Grenzen.
Gerhard Friedrich, Professor am Institut für Artificial Intelligence and Cybersecurity der Universität Klagenfurt, erklärt das anhand eines Sudoku Vergleichs: Während klassische Sudokus längst problemlos automatisiert gelöst werden können, wächst die Zahl möglicher Lösungen bei größeren und komplexeren Aufgaben enorm an. Werden zusätzliche Bedingungen hinzugefügt, wie sie auch in industriellen Anwendungen vorkommen, steigt die Schwierigkeit nochmals deutlich. Speicherbedarf und Rechenzeit würden dabei schnell alle praktischen Grenzen sprengen.
Dem Forschungsteam der Universität Klagenfurt, bestehend aus Veronika Semmelrock, Benedetta Strizzolo, Francesco Zuccato, Patrick Rodler, Konstantin Schekotihin und Gerhard Friedrich, ist es nun gelungen, einen weiteren Schritt auf dem Weg zum sogenannten „heiligen Gral des Problemlösens“ zu setzen: Der Mensch beschreibt ein Problem, der Computer entwickelt eigenständig eine Lösung.
CheckMate funktioniert dabei über eine automatisierte evolutionäre Codegenerierung. Vereinfacht gesagt benötigt das System keine Vorgabe, wie ein Problem gelöst werden soll, sondern lediglich eine Beschreibung, was eine Lösung ist, ergänzt um einige Beispielaufgaben. Daraus entwickelt die Technologie selbstständig passende Algorithmen.
Laut Universität konnte bereits gezeigt werden, dass die von CheckMate generierten Programme führende Technologien übertreffen und bessere Lösungen für harte Probleme mit direkter Industrierelevanz erzielen. Zudem sei es gelungen, besonders schwierige und bisher ungelöste Probleme erstmals zu lösen.
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