ITK-Technologie

Forscher entwickeln absturzsicheren Computer

Selbstreparierendes System orientiert sich an natürlichem Chaos

Informatiker am University College London (UCL) haben einen Computer entwickelt, der vor den negativen Auswirkungen von Abstürzen gefeit ist. Denn das System kann im schlimmsten Fall korrumpierte Daten schnell wiederherstellen und sich so selbst reparieren. Um das zu ermöglichen, weichen strenge Befehlssequenzen scheinbarem Chaos wie in der Natur. Die UCL-Forscher sprechen bei ihrem Ansatz von einem „systemischen“ Computer, der ihnen zufolge helfen könnte, kritische Systeme wie beispielsweise im Gefecht beschädigte Drohnen am Laufen zu halten.

Chaos statt Ketten

Heutige Computer arbeiten sequenziell Befehlsketten ab. Selbst bei vermeintlich gleichzeitig laufender Software springe ein Rechner in Wahrheit nur schnell zwischen den einzelnen Programmen hin und her, so UCL-Informatiker Peter Bentley gegenüber dem New Scientist. Das entspräche einfach nicht der Natur. „Ihre Abläufe sind verteilt, dezentral und probabilistisch“, betont der Forscher. Dadurch sind sie fehlertolerant und können sich selbst korrigieren. „Ein Computer sollte genau das können“, so Bentley. Daher setzen die Informatiker auf einen auf den ersten Blick chaotisch wirkenden Ansatz.

Der neue Computer verknüpft Daten mit Anweisungen, was damit zu machen ist – beispielsweise, wie zu reagieren ist, wenn die Außentemperatur sehr hoch ist. So entsteht eine Sammlung digitaler Einheiten, die „Systeme“ genannt werden. Jedes davon umfasst kontextabhängige Daten und kann nur mit ähnlichen Systemen interagieren. Zudem werden die Einheiten in zufälliger Reihenfolge abgearbeitet. „Der Vorrat an Systemen interagiert parallel und zufällig, und das Ergebnis aus einer Berechnung kristallisiert sich einfach heraus“, so Betley. Obwohl das auf den ersten Blick unsinnig klingt, funktioniere der Ansatz sogar überraschend gut.

Automatisch selbstkorrigierend

Ein entscheidender Vorteil dieses systemischen Computers ist den Informatikern zufolge, dass stets mehrere Kopien von Anweisungen über Systeme verteilt vorliegen. Sollte eine Einheit aus irgendeinem Grund korrumpiert werden, kann der Computer also auf eine andere Kopie zugreifen und das Problem so beheben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Betriebssystemen käme es daher auch nicht zu Abstürzen, wenn ein Speicherbereich fehlerhaft ist.

Bentley wird das Konzept im April auf der 2013 IEEE International Conference on Evolvable Systems http://ieee-ssci.org näher vorstellen. Zudem arbeitet er mit einem Kollegen daran, dass der Computer sich mithilfe von Maschinenlern-Ansätzen selbst umprogrammieren kann, um auf Änderungen in der Umwelt zu reagieren. Langfristig könnte der Zugang auch realistischere Modelle des menschlichen Gehirns ermöglichen, so die Forscher.

(Pressetext 2013)

Marc Brümmer

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