• Künstliche Intelligenz zum Selbermachen
  • nele
  • 30.06.2020
  • Grundschule
  • fächerverbindend, Mathematik, Medien, Sachunterricht
  • 3, 4, 5, 6
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Trai­nie­re einen 'Ro­bo­ter'!

Be­stimmt hast Du schon ein­mal von schlau­en Ma­schi­nen ge­hört oder sogar schon wel­che er­lebt: selbst fah­ren­de Autos, Staub­sauger, die die Woh­nung ganz al­lein sau­ber ma­chen, Ro­bo­ter, die Men­schen Ar­beit ab­neh­men, Na­vi­ga­ti­ons­ge­rä­te, die den rich­ti­gen Weg zei­gen oder Sprach­as­sis­ten­ten wie Siri oder Alexa ...

Heute ler­nen wir, wie diese und viele an­de­re Ma­schi­nen schlau wer­den.

Unser Ex­pe­ri­ment: Wir wol­len einen aus drei Kin­dern zu­sam­men­ge­stell­ten 'Ro­bo­ter' so schlau trai­nie­ren, dass er in einem Spiel immer gegen einen mensch­li­chen Mit­spie­ler ge­winnt!

Ma­te­ri­al

  • 5 weiße Le­go­stei­ne (oder an­de­res Ma­te­ri­al)
  • Je 10 Le­go­stei­ne in rot, blau und grün
  • 3 Be­häl­ter (z.B. Glä­ser oder Schach­teln)
  • 3 Tü­cher zum Augen Ver­bin­den
  • Kle­be­zet­tel
  • Ed­ding oder Fo­li­en­schrei­ber zum Be­schrif­ten





Vor­be­rei­tung

  • Klebt auf die drei Be­häl­ter be­schrif­te­te Kle­be­zet­tel: ein­mal eine vier, ein­mal eine drei und ein­mal eine 1.
  • Be­schrif­tet da­nach die far­bi­gen Lego-​Steine mit dem Ed­ding. Auf die roten Stei­ne schreibt ihr -3, auf die grü­nen -2 und auf die blau­en -1.
  • Legt die wei­ßen Le­go­stei­ne in eine Reihe auf den Tisch.
  • Füllt die Be­häl­ter mit je drei far­bi­gen Le­go­stei­nen. In jedem Be­häl­ter soll ein grü­ner, ein roter und ein blau­er Le­gostein sein. Die rest­li­chen far­bi­gen Le­go­stei­ne legt ihr vor Euch auf den Tisch.

Spiel­re­geln

Um das Spiel zu ver­ste­hen, spie­len wir es zu­erst ohne Ro­bo­ter: ein Kind gegen ein an­de­res Kind. Wir be­nö­ti­gen dazu nur die fünf wei­ßen Le­go­stei­ne, die vor den bei­den Kin­dern auf dem Tisch lie­gen.

Die bei­den Kin­der sind ab­wech­selnd an der Reihe. Das erste Kind nimmt von den 5 wei­ßen Le­go­stei­nen ent­we­der einen, zwei oder drei. Da­nach ist das zwei­te Kind an der Reihe. Es nimmt eben­falls einen, zwei oder drei Le­go­stei­ne. Ver­lo­ren hat, wer den letz­ten Stein nimmt.

'Ro­bo­ter' zu­sam­men­stel­len

Ent­schei­det, wer in die­sem Ex­pe­ri­ment den Ro­bo­ter spielt. Um den Ro­bo­ter zu­sam­men zu stel­len be­nö­ti­gen wir drei Kin­der. Diese be­kom­men die Augen ver­bun­den. Vor jedes Roboter-​Kind stellt ihr einen Be­häl­ter - be­schrif­tet mit 4, 3 oder 2.

Ro­bo­ter trai­nie­ren

1
Um un­se­ren Ro­bo­ter zu trai­nie­ren, macht immer der mensch­li­che Trai­ner den ers­ten Zug. Wenn er sich dafür ent­schei­det, drei Stei­ne zu zie­hen und noch zwei Stei­ne übrig sind, tippt er da­nach das Roboter-​Kind am Arm an, vor dem der Be­häl­ter mit der zwei steht. Wenn er sich ent­schei­det, zwei Stei­ne zu zie­hen und noch drei Stei­ne übrig sind, tippt er das Roboter-​Kind an, vor dem der Be­häl­ter mit der drei steht. Und bei einem ge­zo­ge­nen und vier üb­ri­gen Stei­nen das Roboter-​Kind vor dem Be­häl­ter mit der vier.



2
Der Ro­bo­ter kann nicht stra­te­gisch den­ken (des­halb hat das Kind die Augen ver­bun­den) und zieht - mit dem Arm der an­ge­tippt wird - immer zu­fäl­lig einen Stein aus dem Be­häl­ter, der vor die­sem Arm steht.
3
Wenn der Roboter-​Arm einen roten Le­gostein mit '-3' zieht, dann wer­den drei der wei­ßen Stei­ne weg­ge­nom­men. Wenn er einen grü­nen Le­gostein mit '-2' be­schrif­tet zieht, dann zwei Le­go­stei­ne weg. Und wenn er den blau­en Le­gostein mit '-1' zieht, dann einen wei­ßen Le­gostein weg­neh­men.
4
Der Ro­bo­ter lernt da­durch, dass er be­lohnt wird, wenn er rich­tig ge­han­delt hat - und be­straft, wenn er falsch ge­han­delt hat. Rich­tig ge­han­delt hat er, wenn der mensch­li­che Trai­ner an­schlie­ßend ver­liert (weil er soll ja so schlau wer­den, dass er einen Men­schen immer im Spie­len be­sie­gen kann). Falsch ge­han­delt hat er, wenn er ver­liert oder völ­li­gen Quatsch ge­macht hat (z.B. '-3' Stei­ne zie­hen will, ob­wohl nur noch 2 weiße Stei­ne übrig sind) .
5
Der mensch­li­che Trai­ner be­lohnt den Ro­bo­ter, indem er den rich­tig ge­zo­ge­nen Stein in sei­nen Be­häl­ter zu­rück­legt - und noch einen wei­te­ren von der glei­chen Farbe dazu. Er be­straft den Ro­bo­ter, indem er ihm den falsch ge­zo­ge­nen Stein weg­nimmt und zu den an­de­ren far­bi­gen Stei­nen auf den Tisch legt.
6
Der Ro­bo­ter wird umso schlau­er, je mehr Run­den der mensch­li­che Trai­ner mit ihm spielt. Nach ei­ni­ger Zeit wird er immer den rich­ti­gen Stein zie­hen. Pro­bie­re es aus!
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