Algorithmen, die Strukturen entwerfen, haben Bauteile für Ultraleichtflugzeuge, Antennen und Formel-1-Autos hervorgebracht, doch Ingenieure für Gebäude und Brücken trauen ihnen nur zögerlich. Forscher am MIT vermuten, dass ein Grund darin liegt, dass der Ingenieur das Ergebnis erst am Ende sieht. Ihr neues System lässt Planer eingreifen, während der Algorithmus noch arbeitet, und kostet dabei kaum zusätzliche Zeit.
Die Technik heißt Topologieoptimierung. Sie legt fest, wo in einem gegebenen Raum Material sitzen muss, um bestimmte Lasten zu tragen. Normalerweise läuft sie als Blackbox: Man stellt das Problem, wartet und bekommt eine fertige Form, die seltsam aussehen oder schwer zu fertigen sein kann. Für Änderungen beginnt man oft von vorn. Das MIT-System, beschrieben in einem frei zugänglichen Artikel in Communications Engineering, hält während des Laufs an und markiert Bereiche des Entwurfs, die der Ingenieur anpassen kann.
Der Teil mit maschinellem Lernen entscheidet, welche Bereiche gezeigt werden. Frühere Versuche, menschliches Urteil einzubauen, bremsten den Prozess stark. Deshalb trainierte das Team ein Modell, das vorhersagt, wo ein Mensch am wahrscheinlichsten eingreifen würde. Dafür baute es einen synthetischen Datensatz mit wahrscheinlichem menschlichem Feedback zu Tausenden Entwürfen, zu Aussehen, Leistung und Fertigbarkeit. In Demonstrationen waren die menschlich gelenkten Entwürfe leichter herzustellen und hatten eine um 39 Prozent höhere lineare Knicklast, bei nur 15 Sekunden mehr Gesamtentwurfszeit als vollautomatische Läufe.
Das ist eine andere Vorstellung von einem KI-Copiloten als die Programmierassistenten, die die meisten kennen. Statt dass das Modell eine Antwort liefert, die man annimmt oder ablehnt, korrigiert der Mensch das Modell unterwegs, und das Modell lernt, wo solche Korrekturen wahrscheinlich sind. Seniorautorin Josephine Carstensen meint, es gebe Platz für vollautomatische und kooperative Ansätze, je nachdem, wie viel Rechenleistung ein Team hat und wie viel menschliche Freigabe die Arbeit braucht.
Die Grenzen nennt die Mitteilung selbst. Vorerst können Planer Bereiche nur dicker oder dünner machen; andere Änderungen sind für spätere Versionen geplant. Das Trainingsfeedback ist synthetisch und stammt nicht von praktizierenden Ingenieuren, also bleibt offen, ob die Vorhersagen des Modells dem entsprechen, was echte Planer wollen. Die Ergebnisse stammen aus Demonstrationen im Artikel, nicht aus gebauten und im Einsatz getesteten Strukturen.