KI wird trainiert, um nach außerirdischem Leben zu suchen

Von eisigen Ozeanmonden bis hin zu Planeten mit einer Seite, die in ewiger Nacht liegt, gibt es unzählige seltsame Welten in der Goldilocks-Zone – Bereiche, in denen Aliens theoretisch evolieren könnten. Die Suche nach Leben im Weltraum hat die menschliche Vorstellungskraft seit langem fasziniert. Jetzt, mit ein wenig Hilfe von Computern, haben Wissenschaftler eine bessere Chance als je zuvor, ein Signal im Rauschen zu finden.

Technosignaturen und Biosignaturen

Die Suche nach Leben im Weltraum erfolgt in zwei Formen. Auf der einen Seite ist die Suche nach jedem lebenden Wesen, sogar nach Bakterien oder Pilzen, die auf einem anderen Planeten evolviert sind. Die bloße Anwesenheit von alienen Schimmelpilz-Fossilien hätte tiefgreifende Konsequenzen für die menschliche Psyche und würde unsere Vorstellung von Leben, wie wir es kennen, in Frage stellen.

Biosignaturen sind Beweise für jedes Leben, ob vergangen oder gegenwärtig, intelligent oder ohne Gehirn. Sie sind nicht nur auf Fußabdrücke und Knochen beschränkt. Chemikalien, Biofilme, atmosphärische Gase und sogar Reflexionsmerkmale die aus der Ferne sichtbar sind könnten auf die Anwesenheit von Leben hinweisen.

Aber einige Wissenschaftler suchen nach mehr als nur Amöben. Die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) begeistert weltweit Enthusiasten, die genau auf Technosignaturen, Zeichen von fortgeschrittenen Zivilisationen, hören. Diese spezifischen Biosignaturen könnten Radiowellen umfassen, die von Radioteleskopen – die in den Weltraum hören, anstatt hineinzusehen – detektiert werden könnten.

KI schließt sich dem Team an

Bis 2023 haben Forscher keine Beweise für Technosignaturen gefunden, aber das bedeutet nicht, dass sie nicht versuchen, sie zu finden. Neue Fortschritte im Bereich des maschinellen Lernens haben dem SETI-Feld neuen Schwung verliehen.

Stanfords Fei-Fei Li veröffentlichte 2009 die kostenlose Imagenet, eine Datenbank mit über 14 Millionen beschrifteten Bildern. Viele Forscher nutzten sie, um ihre eigenen maschinellen Lernmodelle zu entwickeln. Seitdem hat die künstliche Intelligenz (KI) große Fortschritte in allem von der Medizin bis hin zur Programmierung ermöglicht.

KI glänzt, wenn es um die Verarbeitung von großen Datenmengen geht. Wissenschaftler verwenden derzeit Fernerkundungsmethoden bei der Suche nach Leben im Weltraum, was bedeutet, dass sie Informationen – anstatt physischer Proben, wie Steine – von anderen Monden und Planeten sammeln. Es bedeutet auch, dass jemand alle Daten durchsehen muss.

Wie das Pannen nach Gold auf dem Mount Everest, wäre die Aufgabe praktisch eine herkulische Arbeit, wenn sie von Hand durchgeführt würde. Es ist einfach nicht praktikabel. Glücklicherweise kann KI-Software nach Signalen suchen, von denen Forscher denken, dass sie Technosignaturen sein könnten. Maschinelle Lernmodelle können vergangene Signale analysieren und vorhersagen, wie sie in Zukunft klingen sollten, um Anomalien zu erkennen, die von alienen Welten stammen könnten.

Ingenieure trainieren Algorithmen auf großen Datensätzen, damit die KI den Klang von irdischer Störung, wie Radiowellen von unserem eigenen Planeten, erkennen kann. Das hilft der Software, falsche Alarme zu filtern. Mit Hilfe der Datenanalyse hat die NASA über 5.400 Planeten katalogisiert, von denen einige möglicherweise bewohnbar sind.

Praktische Anwendungen

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

Green Bank ist berühmt dafür, dass es keine elektronischen Geräte zulässt. Da das massive Radioteleskop des Observatoriums nämlich Radiostille benötigt, dürfen die Einwohner in der Umgebung keine Wi-Fi, Mikrowellen oder Mobiltelefone verwenden, um nur einige Beispiele zu nennen. Die Übertragung ihrer Daten an das KI-Projekt der UCLA ermöglicht es Green Bank, das Crowdsourcing bei der Suche nach Leben im Weltraum voll auszunutzen.

Forscher des SETI-Instituts in Kalifornien kartierten die Mikroorganismen, die in Salzdomen, Kristallen und Steinen im Salar de Pajonales leben. Diese salzige Ebene, die Chiles Atacama-Wüste und die Altiplano-Region durchquert, könnte ein gutes Analogon für Planeten sein, die kahl wirken, aber tatsächlich von Leben erfüllt sind.

Die Gruppe arbeitete mit dem Forscher Freddie Kalaitzis zusammen, um ein KI-Modell zu trainieren, das nach Mustern sucht, die mit Leben in der Wüste in Verbindung gebracht werden. Durch die Kombination von maschinellem Lernen und statistischer Ökologie entdeckten die Forscher, dass sie die meisten Biosignaturen in der Umgebung erkennen können. Sie fanden auch heraus, dass die meisten Mikroorganismen in Bereichen mit mehr verfügbarer Wasser konzentriert sind.

In einem Drohnen- oder Satelliten könnte dieses KI-Tool Biosignaturen auf anderen Planeten erkennen. Die Gruppe plant, trockene Täler, permafrostbedeckte Böden und heiße Quellen an anderen Orten zu kartieren, um das maschinelle Lernmodell weiter zu trainieren, damit es vielleicht eines Tages für eine Weltraummission bereit ist.

Eine weitere praktische Anwendung für KI ist die Organisation von Daten in rangierten Listen. Wissenschaftler verwenden maschinelles Lernen, um Sterne zu rangieren, die möglicherweise vielversprechende Monde oder Planeten in ihrer Umlaufbahn haben. Sie werden diese Daten verwenden, um ein SETI-Projekt mit dem weltgrößten Einzeldish-Radioteleskop, dem chinesischen FAST-Radioteleskop, durchzuführen.

KI und die Suche nach Leben im Weltraum

Für einige Skeptiker ist die SETI-Forschung eine Verschwendung von Zeit, da sie bisher keine Beweise für außerirdisches Leben erbracht hat. Aber die Sammlung von großen Mengen an Daten hat andere Zweige der Wissenschaft inspiriert, in ihren Fußstapfen zu folgen.

Zumindest hat SETI das Feld des maschinellen Lernens vorangebracht und unzählige Menschen inspiriert, über unsere Erde hinaus nach Zeichen von Leben zu suchen. Am besten wird es etwas Truly Remarkables finden – und es könnte den Lauf der Geschichte für immer verändern. Wenn jemand oder etwas da draußen ist, gibt es eine gute Chance, dass SETI-Forscher die Ersten sein werden, die von ihnen hören.