Autor: Alexander Disler
Der Begriff Algorithmus beschreibt eine eindeutige Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems oder einer Klasse von Problemen. Algorithmen bestehen aus endlich vielen, wohldefinierten Einzelschritten.
Tönt schwer verständlich, ist aber deutlich einfacher. Bekannt wurden Algorithmen u.a. durch den Ameisenalgorithmus. Was ist das?
Die Ameisen nutzen einen biologischen genetischen Algorithmus, um ein Problem zu lösen. Und der funktioniert wie folgt:
- wenn Ameisen eine neue Futterquelle finden, gehen die Ameisen auf unterschiedlichen Wegen zum Ziel
- dabei markieren sie den Weg mit dem Duftstoff Pheromon
- zu Beginn werden die unterschiedlichen Wege in etwa gleich häufig gegangen
- Ameisen, welche den direktesten Weg wählen, sind deutlich schneller zurück
- dadurch steigt (durch die höhere Frequenz) den Pheromon-Anteil auf dem direktesten Weg
- auf Grund dessen wählen immer mehr Ameisen diesen Weg
Die Ameisen verwenden mit ihrem biologischen Algorithmus ein Navigationssystem zur effizienten Nahrungsmittelsuche. Aber auch andere Tiere nutzen einen Algorithmus, wie Fische oder Zugvögel, welche in Schwärmen unterwegs sind. Am Beispiel der Fische gibt es drei Algorithmen, welche die Tiere verinnerlicht haben:
- Erstens: folge dem Fisch vor dir
- Zweitens: halte die Geschwindigkeit und Richtung des Fisches neben dir
- Drittens: halte dich immer an diese Regel
Das System funktioniert so ohne Chaos und absolut perfekt. Macht der Schwarm eine Richtungsänderung, weil vielleicht ein Raubfisch den Schwarm von der Seite angreift, dreht sich der Schwarm reflexhaft weg, ohne dass es zu Kollisionen oder einem Chaos unter den Fischen kommt.
Diese kollektive Intelligenz (Schwarmintelligenz) nutzen den Algorithmus um ein Problem oder eine Herausforderung zu bewältigen.
Der Einsatz von Algorithmus in der Digitalisierung
Die Digitalisierung ist im Grund genommen nur eine Automatisierung von einem Herstellungs-, Verkaufs– oder Managementprozesses. Durch die Integration von Algorithmen in einem Computerprogramm lassen sich so standardisierbare Abläufe oder Vorgehensweisen maschinell abbilden. Bei der Problemlösung wird eine bestimmte Eingabe in eine bestimmte Ausgabe überführt.
Algorithmen in Computerprogrammen sind heute so vielfältig wie die Anwendungen, die sie ermöglichen sollen. Vom elektronischen Steuergerät für den Einsatz in einem Fahrzeug, der Rechtschreib- und Satzbau-Kontrolle in einer Textverarbeitung, der Analyse von Big Data, Data Lake oder der Analyse von Aktienmärkten finden sich tausende von Algorithmen.
Die Algorithmen z.B. von Google erkennt aufgrund von Big Data und Cookies unseren «Weg» im Internet oder in den einzelnen Suchabfragen und kann uns so mit entsprechender Werbung bedienen.
Die Schwarmintelligenz lässt sich aber auch Technologisch verwenden, sei dies ein Routenplaner in Kombination mit einem Navigationssystem oder der militärische Einsatz von Drohnenschwärmen.