Künstliche Intelligenz kann grammatische Regeln der menschlichen Sprache selbstständig ableiten – ohne Vorgaben zu Syntax oder Wortarten. Das zeigen Forschende der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) in einem Experiment, das die Theorie der kognitiven Linguistik stützt. Diese geht davon aus, dass Sprachverständnis durch Gebrauch entsteht und nicht angeboren ist.

„Es gibt zwei Hauptströmungen, die völlig gegensätzliche Antworten liefern“, sagt Dr. Patrick Krauss, Kognitions- und Neurowissenschaftler am Lehrstuhl für Mustererkennung der FAU. Während die Universalgrammatik nach Noam Chomsky angeborene grammatische Prinzipien annimmt, erklären kognitive Modelle Sprache als erlerntes System.

KI als Versuchsperson

Gemeinsam mit Dr. Achim Schilling, Gastwissenschaftler am Uniklinikum Erlangen und Gruppenleiter an der Universität Heidelberg, prüfte Krauss, ob sich Sprachstrukturen allein aus der Nutzung ableiten lassen. Dafür trainierten sie ein rekurrentes neuronales Netz mit dem Roman „Gut gegen Nordwind“ von Daniel Glattauer. Die Aufgabe: Nach jeweils neun Wörtern sollte das nächste vorhergesagt werden.

„Die Vorhersage des nächsten Wortes, Ereignisses oder Bildes ist ein Grundprinzip der Funktionsweise des menschlichen Gehirns“, erklärt Krauss. „Rekurrente Sprachmodelle arbeiten ähnlich: Sie nutzen frühere Eingaben, um die Ausgabe zu verbessern.“ Informationen zu Grammatik oder Wortarten erhielt das Netz nicht.

Grammatik entsteht spontan

Das Ergebnis: „Die KI hat in einem bemerkenswerten Anteil der Fälle richtig gelegen“, sagt Krauss. Ähnliche Resultate lieferte ein Modell, das mit „Per Anhalter durch die Galaxis“ von Douglas Adams trainiert wurde. Um bloßes Auswendiglernen zu vermeiden, nutzten die Forschenden neue Textpassagen für die Tests.

Eine Analyse der Zwischenschritte zeigte, dass das System die Wortfolgen zunehmend nach Wortklassen gruppierte. Am Ende konnte es mit hoher Wahrscheinlichkeit vorhersagen, ob als nächstes ein Verb, Nomen oder Adjektiv folgt – ohne entsprechende Vorgaben.

„Unsere Ergebnisse belegen, dass abstrakte linguistische Kategorien wie Wortarten oder Grammatikregeln spontan aus der Verarbeitung sprachlicher Eingaben entstehen können“, so Krauss. „Das stellt die Annahme infrage, dass die Fähigkeit zur grammatischen Kategorisierung angeboren ist.“ Sprache sei vielmehr ein komplexes, adaptives System, beeinflusst von biologischen und Umweltfaktoren.

 Die Studien-Ergebnisse erschienen im Sammelband „Recent Advances in Deep Learning Applications“. Die Erkenntnisse könnten auch zur Weiterentwicklung von Sprachmodellen, Übersetzungssoftware und KI-Systemen beitragen.