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Die Augen haben einen Plan – Centre for Cognitive Science erweitert Erkenntnisse zu Informationsverarbeitung des Gehirns

Posted: 22 Jan 2019 03:37 AM PST

Ein Team um Professor Constantin Rothkopf am Centre for Cognitive Science der TU Darmstadt hat in einer Studie gezeigt, dass Menschen ihre Augenbewegung unbewusst mehrere Schritte voraus planen können. Die im Journal „Scientific Reports“ veröffentlichte Studie benutzt Methoden der künstlichen Intelligenz um das menschliche Planungsverhalten zu untersuchen. Die Ergebnisse sind relevant für das Verständnis der Informationsverarbeitung unseres Gehirns.

Investitionen in eine Firma tätigen, eine Reiseroute aussuchen oder eine Partie Schach spielen – immer müssen wir die einzelnen Schritte so planen, dass wir unser Ziel erreichen. Dabei kann es allerdings sein, dass wir uns kurzfristig von unserem Ziel entfernen: Zuerst muss Geld investiert werden, bevor wir erste Einnahmen verbuchen können, manchmal muss eine Schachfigur geopfert werden, um den gegnerischen König matt zu setzen, oder wir müssen einen Umweg fahren, weil dieser schneller zum Reiseziel führt.

Im Bereich der künstlichen Intelligenz wird der Vorgang, in der Zukunft liegende Konsequenzen von Handlungen in Entscheidungen miteinzubeziehen, als Planen bezeichnet. Planen ist dabei immer mit einem hohen Rechenaufwand verbunden, da viele mögliche zukünftige Entwicklungen mitberücksichtigt werden müssen. Einfacher wäre es daher, nur die direkten Konsequenzen der jeweils nächsten Handlung zu berücksichtigen, also nicht zu planen. Aber im Allgemeinen kann dieses kurzsichtige Agieren dazu führen, dass wir unser Ziel nicht erreichen. Inwieweit Menschen zukünftige Belohnungen bei Entscheidungen berücksichtigen, kann demnach langfristig einen großen Einfluss auf ihr Verhalten haben.

Nun ist es Forscherinnen und Forschern am Centre for Cognitive Science der TU Darmstadt gelungen zu zeigen, dass auch der unbewusste Ablauf von Augenbewegungen geplant verläuft. Dazu untersuchten sie Augenbewegungen – Sakkaden – von Probanden. Diese sollten erkennen, ob eine begrenzte Fläche am Bildschirm einen schwarzen Punkt enthielt. Für diese Aufgabe stand unterschiedlich viel Zeit zur Verfügung, so dass die Teilnehmerinnen und Teilnehmer nur eine oder zwei Augenbewegungen ausführen konnten, um die Fläche zu erfassen. Es zeigte sich: Wenn nur eine Augenbewegung möglich war, fixierten die Probandinnen und Probanden einen Endpunkt, der eine möglichst große Abdeckung der Fläche mit einem einzelnen Blick ermöglichte. Stand jedoch Zeit für zwei Sakkaden zur Verfügung, sah das anders aus: Die Probanden wählten unwillkürlich direkt einen anderen ersten Schritt für ihre Augenbewegungen, der schlechter für das Auffinden des schwarzen Punktes mit einer einzelnen Augenbewegung gewesen wäre. Zusammen mit der zweiten Augenbewegung ließ sich allerdings so das Suchergebnis insgesamt optimieren.

Die aufgezeichneten Augenbewegungen der Probandinnen und Probanden standen dabei im Einklang mit einem Modell der künstlichen Intelligenz, das ein geplantes Vorgehen beschreibt. Sie passten jedoch nicht zu Modellen, die im Forschungsfeld der visuellen Wahrnehmung vielfach angewendet werden und die keine Planung der Augenbewegungen beinhalten.

Die Untersuchung liefert einen Beleg für eine bedeutsame Komponente in der menschlichen Informationsverarbeitung: Das visuelle System berücksichtigt zukünftige Ereignisse beim Lösen von Aufgaben, die mehrere Schritte benötigen. Es „plant“. Das Ergebnis ist nicht nur relevant für unser Verständnis menschlicher Blickbewegungen, da wir meist drei Mal pro Sekunde unsere Blickrichtung wechseln, sondern darüber hinaus auch für unser Verständnis der Informationsverarbeitung bei Entscheidungsvorgängen im Gehirn: Obwohl wir bewusstes Planen wie beim Schachspielen, der Planung einer Reise oder der bei der Entwicklung einer Investitionsstrategie als schwierig wahrnehmen – und dabei immer wieder Fehler machen –, planen unsere Augen nahezu optimal.

Die Studie
David Hoppe & Constantin A. Rothkopf. Multi-step planning of eye movements in visual search.
Scientific Reports, volume 9, Article number: 144 (2019)
https://doi.org/10.1038/s41598-018-37536-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-37536-0

Quelle: TU Darmstadt

Friedensplatz: Baudezernentin Boczek erläutert Baufortschritt – Fertigstellung im Spätsommer 2019 – Kaufhof-Tunnel wird saniert

Posted: 22 Jan 2019 03:32 AM PST

Barbara Boczek, Baudezernentin der Wissenschaftsstadt Darmstadt, hat am Dienstag (22. Januar 2019) bei einem Pressetermin vor Ort den Baufortschritt bei der Umgestaltung des Friedensplatzes dargelegt. Der zentrale Platz zwischen Schloss, Landesmuseum und Weißem Turm, dessen Umbau im Mai 2017 mit der Sanierung der darunterliegenden Tiefgaragendecke begann, soll bis zum Spätsommer dieses Jahres fertiggestellt werden. Dieser Tage ist das Plateau am Westrand mit den großen Trögen für die Baumreihe errichtet worden.

Bei Gesprächen mit den Veranstaltern von Heinerfest und Schlossgrabenfest wurde jetzt Einigkeit darüber erzielt, dass beide Feste in diesem Jahr wie geplant stattfinden und die nötige Platzfläche beanspruchen können. Zuvor werden die derzeit noch sichtbaren offenen Gräben im Verlauf des Friedensplatzes verfüllt werden.

Eine Verzögerung gibt es allerdings bei der Sanierung des Warenanlieferungstunnels, der unterirdisch vom Cityring (Schlossgarageneinfahrt) zum Kaufhof führt. Im vergangenen Herbst wurde bei den Bauarbeiten festgestellt, dass der Tunnelboden im Bereich zwischen „Waben“, Schlossmauer und Schlossgarage feucht ist. Gutachter führen dies auf teils flächenhafte, teils punktuelle Schäden an der Abdichtung der Tunneldecke und den Fugen des fünfzig Jahre alten Bauwerks zurück. Die Standsicherheit des Tunnels ist nicht gefährdet. Die Wissenschaftsstadt Darmstadt hat sich gleichwohl entschlossen, den Tunnel, der die Innenstadt wesentlich von Oberflächenverkehr entlastet, zu sanieren – auch damit nicht größerer Schaden entsteht; die Kosten betragen rund 350 000 Euro. Dieser Abschnitt am Ostrand wird deshalb etwas später fertig werden als der eigentliche Friedensplatz.

„Die Darmstädter und Darmstädterinnen können sich auf einen schönen neuen Ort im Herzen ihrer Stadt freuen“, sagte Baudezernentin Boczek. „Er wird insbesondere mit seinen Bäumen gerade auch an heißen Sommertagen zum Verweilen und zur bürgerschaftlichen Begegnung einladen. Genauso begrüße ich es, dass wir dank des nunmehr zügigen Baufortschritts einen möglichst guten Ablauf der beiden großen Innenstadtfeste garantieren können.“

Quelle: Pressestelle der Wissenschaftsstadt Darmstadt