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Neuronale Netzwerke im Bann der Gravitation

Classic Games Reloaded


Die Durchführung von ballistischen Berechnungen, orbitalen Flugmanövern und die Handhabung der Flugkontrolle von autonom landenden Raumfahrzeugen sind Herausforderungen, die uns mitnichten nur im Rahmen von Computerspielen begegnen. Im heutigen Artikel werden wir uns anschauen, wie sich verhältnismäßig einfach aufgebaute neuronale Netzwerke bei der Bewältigung der besagten Probleme schlagen, was in Anbetracht ihres Stellenwerts gleich doppelt interessant sein dürfte.

Die Firma SpaceX konnte sich in der jüngsten Zeit unter anderem wegen ihrer eigenständig landenden und wiederverwendbaren Raketenstufen, ihrem im Aufbau befindlichen globalen Weltrauminternet (Starlink), ihren bemannten Weltraumflügen sowie wegen ihrer geplanten Marsmissionen eines immer größeren Medieninteresses erfreuen. Man denke da nur an den Werbespot für den neuen Audi A3 mit den Aussagen „Wir fliegen zum Mars“ und „Raketen können landen“ oder an die US-Sitcom „Young Sheldon“ (Staffel 1, Episode 6), in der Elon Musk das Notizbuch des neunjährigen Sheldon Cooper mit den theoretischen Grundlagen der vertikalen Raketenlandung in Händen hält. Aber Spaß beiseite: Dass ich an dieser Stelle auf autonom landende Raketen zu sprechen komme, hat natürlich seinen Grund.

Im Jahr 1979 brachte die Firma Atari eine Arcade-Version des Spiels „Lunar Lander“ auf den Markt, in dem sich die Spieler daran versuchen durften, eine Raumfähre sanft und ohne Kratzer auf der Mondoberfläche zu landen. Heutzutage erfreut sich dieser Spieleklassiker zumindest bei KI-Programmierern durchaus noch einer gewissen Beliebtheit, da die Spielewelt eine ideale Testumgebung für genetische Algorithmen und/oder neuronale Netzwerke darstellt, in der diese ihre Qualitäten bei der Flugsteuerung unter Beweis stellen können.

Im Rahmen dieses Artikels werden wir uns allerdings nicht nur mit autonom landenden Raumfahrzeugen auseinandersetzen, sondern auch mit orbitalen Flugmanövern sowie ballistischen Berechnungen mit und ohne Reibungseinflüssen. Anzumerken ist, dass die Durchführung von ballistischen Berechnungen nicht nur für eine Vielzahl von Computerspielen unverzichtbar ist, sie stellt darüber hinaus auch das zentrale Gameplay-Element des Artillerie-Videospiel-Genres dar, zu dem übrigens auch die weithin bekannten Angry-Birds-Titel zählen.

Ein wenig Physik zum Warmwerden

Eins gleich vorweg: Wir werden uns im weiteren Verlauf dieses Artikels mit keinerlei komplizierten physikalischen Berechnungen herumschlagen müssen, die über das...

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