Süddeutsche Zeitung

Astrobiologie:Wie Forscher mit KI nach Aliens suchen

Gab es Lebewesen auf dem Mars, gibt es welche auf anderen Himmelskörpern? Künstliche Intelligenz soll auch weit weg von der Erde Spuren erkennen, die nur das Leben hinterlässt.

Von Andreas Jäger

Auf dem Mars fahren derzeit drei Rover umher. Obwohl mit allerlei wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet, ist es bisher noch keinem gelungen, in den aufgesammelten Gesteinsproben Spuren von Leben zu finden. Um die Proben eingehend zu untersuchen, müsste man sie zur Erde fliegen. Doch darauf sind die Rover nicht ausgelegt. Eine Rückhol-Mission, genannt "Nasa-Esa Mars Sample Return" ist zwar in Planung, verwirklichen lassen dürfte sie sich aber erst nach 2030 - falls das abenteuerliche Vorhaben denn überhaupt gelingt. Denn um Marsgestein zur Erde zurückzubringen, müsste es zunächst von einem zu einem anderen Raumgefährt geworfen werden.

Doch was, wenn es eine einfachere Möglichkeit gibt, nach Leben auf dem Mars zu suchen? Der Mineraloge Robert Hazen von der Carnegie Institution for Science in Washington D.C. will nun eine solche gefunden haben. Zusammen mit Kolleginnen und Kollegen berichtet er im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences von einer durch künstliche Intelligenz (KI) gestützten Methode, mit der man unbelebtes von belebtem Material unterscheiden kann. Demnach könnte man noch an der Fundstelle Gesteinsproben auf Spuren von Leben untersuchen.

Hierzu hat das Team um Hazen mittels maschinellem Lernen ein Testsystem entwickelt: Eine KI wurde mit umfangreichen Daten von 134 biotischen sowie abiotischen Proben trainiert. Darunter befanden sich Reiskörner, Muschelschalen und menschliche Haare. Auch Überbleibsel ehemals belebter Dinge wie Fossilien oder Bernstein lernte die KI zu erkennen. Hinzu kam unbelebtes Material, etwa Chemikalien.

Der Mars-Rover "Curiosity" hätte die nötigen Analysegeräte an Bord

Sämtliche Proben wurden vorab per sogenannter pyrolytischer Gaschromatographie untersucht, gekoppelt mit einem Massenspektrometer. Die KI erfasste die Daten aller Proben, inklusive der Information, ob es sich um biotisches oder abiotisches Material handelte. Und anschließend konnte sie mit 90-prozentiger Genauigkeit bestimmen, ob eine unbekannte Probe belebt oder unbelebt war beziehungsweise ist - und das, obwohl die KI angesichts der Vielfalt möglicher Lebensformen nur mit relativ wenigen Daten trainiert wurde.

Die Studienautoren geraten angesichts der Treffergenauigkeit der KI ins Schwärmen. Die Methode könne zukünftig routinemäßig eingesetzt werden und habe das Potenzial, die Suche nach außerirdischem Leben zu revolutionieren, wird Hazen in einer Pressemitteilung zitiert.

Die Forschergruppe schlägt vor, dem Mars-Rover Curiosity, der seit mittlerweile mehr als zehn Jahren Erkundungsfahrten auf dem Roten Planeten durchführt, das Protokoll der Testmethode zuzufunken. Curiosity ist mit einem eigenen Labor ausgestattet, genannt "Sam" (Sample Analysis at Mars), das unter anderem aus einem Massenspektrometer und einem Gaschromatographen besteht. Die erforderlichen Messdaten könnte der Rover also selbst aufzeichnen - und anschließend KI-gestützt analysieren. Der Mars gilt zwar nicht gerade als lebensfreundlich, doch einfache, robuste Lebensformen könnten sich möglicherweise in Gesteinsschichten unter der Oberfläche verbergen.

Die KI kann dabei Biochemie von anorganischer Chemie unterscheiden, denn sie hält nicht nur nach bestimmten Biomarkern Ausschau, sondern erkennt Muster in der molekularen Struktur der Proben. Daraus ergeben sich Hinweise, welche Proben einmal gelebt haben und welche nicht. Ein Vorteil der KI liegt darin, dass sie dabei nicht irdische Formen von Leben als Standard zugrunde legt, sondern auch alternative Lebensarten erkennen könnte, die es auf der Erde nicht gibt.

Der KI-Test könne daher, so die Studienautoren, nicht nur bei zukünftigen Missionen zu Nachbarplaneten und anderen Himmelskörpern mitfliegen. Sondern er könne auch auf der Erde bei der Untersuchung von irdischen Proben helfen, bei denen nicht sicher ist, ob sie biotischen Ursprungs sind, es sich also etwa um Fossilien handelt - oder einfach nur um speziell geformte Steine.

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