Problemlösen im Team:

Kooperation zwischen Computern

Suche ist die grundlegende Vorgehensweise beim Problemlösen durch Computer(programme). Man kann sich diese Vorgehensweise wie das Lösen eines großen Puzzles vorstellen, bei dem es viele Teile gibt, die ein, zwei oder sogar drei Seiten gemeinsam haben, und bei dem es viele zusätzliche Teile gibt, die für das Gesamtbild gar nicht benötigt werden. Durch die gemeinsamen Seiten vieler Teile gibt es viele Irrwege, die zu keiner Lösung führen, und so muß viel herumprobiert werden, bis man das Puzzle gelöst hat. Je nach Suchproblem gibt es mehr oder weniger genaues, zusätzliches Wissen, nämlich das Bild auf den Puzzleteilen, das es demzufolge mehr oder weniger gut erlaubt, Irrwege früh zu erkennen.

Für das Ausprobieren der vielen möglichen Kombinationen (für manche Probleme gibt es unendlich viele davon) benötigt man natürlich sehr leistungsfähige Computer und am besten wäre es, wenn viele Computer zusammen an dem Puzzle arbeiten würden. Wie jeder weiß, gibt es sehr viele unterschiedliche Möglichkeiten, wie man beim Lösen eines Puzzles zusammen arbeiten kann, die, je nach den beteiligten Personen, unterschiedlich gut sind. Die zusätzlichen Eigenarten unseres Puzzles (zusätzliche Teile, gleiche Seiten) führen dazu, daß es ebenfalls viele Konzepte für die Zusammenarbeit von Computern gibt, die für unterschiedliche Suchprobleme unterschiedliche Erfolge haben.

Wir interessieren uns für eine bestimmte Art der Suche, nämlich wissensbasierte Suche, die auf Teilmengen der (Puzzle-)Teile arbeitet, die nach und nach erweitert werden. Mit dieser Art von Suche können solche Probleme wie das Finden mathematischer Beweise oder Optimierungsprobleme wie die Planung von Produktionsabläufen oder das Problem des Handlungsreisenden gelöst werden. Unser Konzept, mit dem wir die Suche auf mehrere Rechner verteilen, heißt Teamwork.

Das wesentliche Ergebnis unserer Arbeit ist der Nachweis, daß Kooperation von Computern beim Problemlösen zum Auftreten sogenannter Synergie-Effekte führen kann, die ja auch der Grund für das Bilden von menschlichen Teams sind. Synergie bedeutet, daß die Computer mehr erreichen, als nur ihre Rechenkraft zu addieren. Wir konnten Probleme lösen, die kein einzelner Computer, auch nicht mit entsprechend mehr Rechenzeit, lösen konnte.
Bei Fragen, Problemen oder Anregungen bitte E-mail an denzinge@informatik.uni-kl.de