KI wird darauf trainiert, nach außerirdischem Leben zu suchen

Von gefrorenen Ozeanmonden bis hin zu Planeten mit einer Seite in ewiger Nacht gibt es in der Goldlöckchen-Zone unzählige seltsame Welten – Gebiete, in denen sich theoretisch Außerirdische entwickeln könnten. Die Suche nach Leben im Weltraum fasziniert seit langem die menschliche Fantasie. Mit ein wenig Hilfe von Computern haben Wissenschaftler jetzt eine bessere Chance als je zuvor, ein Signal im Rauschen zu finden. 

Technosignaturen und Biosignaturen

Die Suche nach Leben im Weltraum nimmt zwei Formen an. Einerseits geht es darum, Lebewesen zu finden, sogar Bakterien oder Pilze, die sich auf einem anderen Planeten entwickelt haben. Das bloße Vorhandensein fremder Schimmelfossilien hätte tiefgreifende Folgen für die menschliche Psyche und würde die Vorstellungen vom Leben, wie wir es kennen, erschüttern.

Biosignaturen sind Beweise für vergangenes oder gegenwärtiges Leben, ob intelligent oder hirnlos. Sie beschränken sich nicht nur auf Fußabdrücke und Knochen. Chemikalien, Biofilme, atmosphärische Gase und sogar Reflexionsmerkmale von weitem gesehen könnte auf die Anwesenheit von Leben hinweisen.

Doch einige Wissenschaftler suchen nach mehr als nur Amöben. Die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) Enthusiasten auf der ganzen Welt achten genau auf Technosignaturen, Zeichen fortgeschrittener Zivilisationen. Zu diesen spezifischen Biosignaturen könnten Radiowellen gehören, die Radioteleskope erkennen könnten, indem sie in den Weltraum horchen, anstatt in ihn zu schauen. 

KI tritt dem Team bei

Bis zum Jahr 2023 haben Forscher keine Hinweise auf Technosignaturen gefunden, aber das bedeutet nicht, dass sie es nicht versuchen. Neue Fortschritte im maschinellen Lernen haben dem SETI-Bereich neue Dynamik verliehen. 

Fei-Fei Li aus Stanford veröffentlichte das kostenlose Imagenet, eine Datenbank von über 14 Millionen beschriftete Bilder, im Jahr 2009. Viele Forscher nutzten es, um ihre eigenen Modelle für maschinelles Lernen zu entwickeln. Seitdem hat künstliche Intelligenz (KI) große Fortschritte in allen Bereichen ermöglicht, von der Medizin bis zur Programmierung.

KI glänzt, wenn es um die Verarbeitung riesiger Datenbestände geht. Wissenschaftler nutzen derzeit Methoden der Fernerkundung bei der Suche nach Leben im Weltraum, das heißt, sie sammeln Informationen – und nicht physische Proben wie Gesteine ​​– von anderen Monden und Planeten. Es bedeutet auch, dass jemand alle Daten sichten muss.

Wie das Goldwaschen auf dem Mount Everest wäre die Aufgabe praktisch eine Herkulesarbeit, wenn sie von Hand erledigt würde. Es ist einfach nicht praktikabel. Glücklicherweise kann KI-Software nach Signalen suchen, von denen Forscher glauben, dass sie Technosignaturen sein könnten. Modelle für maschinelles Lernen können vergangene Signale analysieren und vorhersagen, wie sie in Zukunft klingen sollten, um Anomalien zu erkennen, die möglicherweise von fremden Welten stammen. 

Ingenieure trainieren Algorithmen anhand großer Datensätze, damit die KI die Geräusche irdischer Störungen erkennen kann, beispielsweise Radiowellen, die von unserem eigenen Planeten kommen. Das hilft der Software, Fehlalarme herauszufiltern. Mit Hilfe der Datenanalyse hat die NASA katalogisierte über 5,400 Planeten, einige davon könnten bewohnbar sein. 

Anwendungen aus der realen Welt

Im Februar 2023 starteten Astronomen der University of California, Los Angeles (UCLA) ein bürgerwissenschaftliches Projekt namens Breakthrough Listen, das es der Öffentlichkeit ermöglicht, Bilder von Radiosignalen anzusehen. Freiwillige helfen dabei, die Bilder als potenzielle Formen von Interferenzen zu klassifizieren, und helfen dabei, einen KI-Algorithmus zu trainieren, um SETI-Daten vom Green Bank Observatory, West Virginia, zu durchsuchen. 

Die Green Bank ist dafür bekannt, dass sie ihren Bewohnern die Nutzung elektronischer Geräte untersagt. Da das riesige Radioteleskop des Observatoriums Funkstille benötigt, können die Bewohner der Gegend unter anderem weder WLAN noch Mikrowellen noch Mobiltelefone nutzen. Durch den Export ihrer Daten in das KI-Projekt der UCLA kann Green Bank die Vorteile von Crowdsourcing bei der Suche nach Leben im Weltraum voll ausschöpfen. 

Forscher des SETI-Instituts in Kalifornien haben die Mikroben kartiert, die in Salzstöcken, Kristallen und Gesteinen im Salar de Pajonales leben. Diese salzige Ebene zwischen der Atacama-Wüste und dem Altiplano-Gebiet in Chile könnte ein gutes Analogon für Planeten sein, die karg aussehen, in Wirklichkeit aber voller Leben sind. 

Die Gruppe arbeitete mit dem Forscher Freddie Kalaitzis zusammen, um ein KI-Modell darauf zu trainieren, nach Mustern zu suchen, die mit dem Leben in der Wüste zusammenhängen. Durch die Kombination von maschinellem Lernen und statistischer Ökologie entdeckten die Forscher, dass sie die meisten in der Umwelt vorhandenen Biosignaturen erkennen konnten. Sie fanden auch heraus, dass sich die meisten Mikroben in Gebieten mit mehr verfügbarem Wasser konzentrierten.

In einer Drohne oder einem Satelliten könnte diese Art von KI-Tool Biosignaturen auf anderen Planeten erkennen. Das Team plant, trockene Täler, mit Permafrost bedeckte Böden und heiße Quellen an anderen Orten zu kartieren, um das maschinelle Lernmodell weiter zu trainieren, damit es eines Tages für eine Weltraummission bereit sein könnte.

Ein weiterer praktischer Einsatz von KI besteht darin, Daten in Ranglisten zu organisieren. Wissenschaftler nutzen maschinelles Lernen, um Sterne zu bewerten, die möglicherweise vielversprechende Monde oder Planeten in ihrer Umlaufbahn haben. Sie werden diese Daten verwenden, um ein SETI-Projekt mit dem weltweit größten Einzelschüsselteleskop, Chinas FAST-Radioteleskop, durchzuführen.

KI und die Suche nach Leben im Weltraum

Für einige Kritiker ist die SETI-Forschung Zeitverschwendung, da sie noch keine Beweise für außerirdisches Leben gefunden hat. Doch die Sammlung riesiger Datenmengen hat andere Wissenschaftszweige dazu inspiriert, in ihre Fußstapfen zu treten. 

Zumindest hat SETI das Gebiet des maschinellen Lernens vorangebracht und unzählige Menschen dazu inspiriert, über unseren Planeten hinaus nach Lebenszeichen zu suchen. Im besten Fall wird es etwas wirklich Bemerkenswertes finden – und es könnte den Lauf der Geschichte für immer verändern. Wenn jemand oder etwas da draußen ist, besteht eine gute Chance, dass die SETI-Forscher als Erste von ihnen hören.