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Uni-JournalJena04/14
Forschungsprojekte
Digitale Schwarmintelligenz
Wie Informatiker biologisch-inspirierte Suchverfahren nutzbar machen
Heterogene Netzwerke
Wie Rechenleistung verteilt seinmuss, damit Computer ihreArbeit schaffen
WiearbeitenServer
effizientzusammen?
Kontakt:
Prof.Dr.Tobias
Friedrich
Tel.:03641/946320
„AnalyseDiskreter Lastbalancierungauf
heterogenen Netzwerken“ – kurz: AD-
LON–soheißt dasneueForschungspro-
jekt, andem Informatiker Prof.Dr.Tobias
FriedrichgemeinsammiteinemKollegen
der Universität von Cambridge (UK) ar-
beitet. Für das auf drei Jahre angelegte
Forschungsvorhaben hat die Deutsche
Forschungsge-
meinschaft (DFG)
über 315000 Euro
zur Verfügung ge-
stellt.
Der für Laien
kryptisch klin-
gende Titel bein-
haltet ein grund
legendes Problem
des Informati-
onszeitalters: Die
Menge der digi
talen Daten ver
doppelt sich alle
zwei Jahre. Doch
der Leistungszu
gewinn einzelner
Computer kann
damit nicht mehr mithalten. Daher wer-
den viele Probleme heute verteilt über
eine Vielzahl von Rechnern bearbeitet.
„Google betreibt schätzungsweise eine
Million Server“, nennt Prof. Friedrich ein
Beispiel. Die Herausforderung sei, die
zu erledigenden Aufgaben auf die be-
teiligtenRechnermöglichst gleichmäßig
zu verteilen. „Immer dann, wenn große
Berechnungen auf mehreren Rechnern
gemeinsam durchgeführt werden müs-
sen, stellt sich das Problem der Lastba-
lancierung“, sagt der Lehrstuhlinhaber für
Theoretische Informatik. Es ist wie im
menschlichen Alltag:Wenn zwei Perso-
nen gemeinsam eine Arbeit erledigen,
dann sollte jeder die Hälfte abarbeiten,
umameffektivstenundschnellsten zum
Ziel zu kommen.
Forschungbisher nicht zielgenau
„Ein Großteil der bisherigen For-
schung beschränkt sich aber auf die
Analyse strukturierter homogener Netz-
werke“, sagt Tobias Friedrich, den die
Frage einer schnellen Lastbalancierung
bereits seit einiger Zeit umtreibt. „Doch
diemeistenResultatewerden der kom-
plexen und heterogenen Struktur heuti-
ger Netzwerke nicht gerecht“. Das neue
Projekt habedenEhrgeiz, dieseLücke zu
schließen. Es sollen Lastbalancierungs-
probleme für praktisch relevantehetero-
geneNetzwerke untersuchtwerden. ca
Foto:Kasper
Biologisch-inspirierte Suchverfahren –
volkstümlichauch„Schwarmintelligenz“
genannt – bezeichnen in der Informatik
Lösungsverfahren, die der Natur abge-
schaut sind, wenn dort Gruppen ge-
meinsam ein Ziel verfolgen. Vorbilder
sind beispielsweise Ameisenscharen
oder Bienenschwärme. Das Nachbilden
der Natur im Computer kann für die
Menschheit sehr nützlich sein, etwa für
die Bergbauindustrie oder für eine gute
Auslastung vonWindparks.
Derartige Schwarmverfahren werden
Wissenschaftler der Universitäten Jena
und Adelaide (Australien) in den nächs-
ten drei Jahren gemeinsam erforschen.
Zwei neueProjektewerdenvomAustra-
lischenForschungsrat (ARC)mit 300000
Australischen Dollar (rd. 200000 Euro)
und von der Deutschen Forschungsge-
meinschaft (DFG) mit 160000 Euro ge-
fördert.
Rohstoffförderungberechnen
„WomitmeinKollegeProfessor Frank
Neumannund ichunsbeschäftigenwol-
len ist dieOptimierung besonders kom-
plizierter Zielfunktionen, die nicht durch
einegeschlossenemathematischeGlei-
chung beschrieben werden können“,
sagt Prof.Dr.TobiasFriedrich.Damit bei-
spielsweise imBergbaumöglichst viele
Rohstoffe abgetragen werden können,
ohne dass etwas einstürzt,müssenBe-
rechnungen durchgeführt werden, die
man anders nicht zu fassen bekäme,
erläutert der Lehrstuhlinhaber für Theo-
retische Informatik.Allesdies laufeüber
biologisch-inspirierteSuchverfahren, die
gleichsam nach demDarwin’schenPrin-
zip eines ,Survival of the Fittest‘ funkti-
onieren: „Die guten Lösungen behalte
ich, die schlechten sortiere ich aus. Mit
der Zeit bekomme ich immer bessere
Lösungen“, veranschaulicht der Jenaer
Informatiker. „Wie in der Evolution“ sei
das.
Durch die Kooperation der Universi-
täten Jena undAdelaide sollen nun das
theoretischeVerständnisunddasDesign
biologisch-inspirierter Suchverfahren für
komplexe kombinatorische Optimie-
rungsprobleme verbessert werden. Im
Laufe der beiden neuen Forschungspro-
jekte stehen zudem gegenseitigeBesu-
cheaufderAgenda.SohatProf. Friedrich
dievorlesungsfreieZeit imFebruar/März
füreinenBesuch inAdelaidegenutzt. ca
Foto:Kasper
InformatikerProf.
Dr.TobiasFriedrich.
Kontakt:
Tel.:03641/946320
