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Können kognitive Abkürzungen durch Nutzung maschineller Lernverfahren zu besseren Planungsmethoden führen?

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Die ständige Ablenkung durch Social Media, E-Mail und andere technologische Reize führt dazu, dass die kognitiven Reserven des durchschnittlichen Arbeitnehmers bereits zur Mittagszeit so gut wie erschöpft sind. Nicht umsonst werden bei der Entwicklung dieser Anwendungen oft gezielt manipulative Methoden eingesetzt, die darauf ausgelegt sind, die Aufmerksamkeit der Nutzer in Anspruch zu nehmen. Etwas übertrieben könnte man sagen: Es handelt sich um Raubbau an der wichtigsten menschlichen Ressource – unserer kognitiven Fähigkeiten zur Informationsverarbeitung.

Um der Informationsflut im Lebensalltag standzuhalten, greift das menschliche Gehirn auf sogenannte Heuristiken zurück, die in vielen Fällen kognitive Verzerrungen darstellen. Die Kognitionspsychologie unterscheidet zwischen über 200 derartigen Verzerrungen, die uns als mentale Abkürzungen zur schnellen Urteilsbildung trotz unvollständiger Kenntnislage dienen. Unter anderem betreffen sie unser Erinnerungsvermögen, Weltbild, ethisches Selbstverständnis und Verhalten. Oft führen diese Abkürzungen jedoch zu Entscheidungen, die vernunftwidrig sind und den eigenen Interessen zuwiderlaufen.

Auch Konstrukteure und Ingenieure schöpfen unter dem Einfluss dieser kognitiven Verzerrungen nicht das volle Potenzial ihrer Kreativität aus. So kommt beispielsweise bei der Auswahl physischer Werkzeuge oder digitaler Hilfsmittel das Prinzip von Maslows Hammer zum Tragen, das die menschliche Neigung beschreibt, im Zweifelsfall dasjenige Werkzeug zu bevorzugen, mit dem sie am besten vertraut sind – unabhängig von dessen tatsächlichen Eignung für die jeweilige Aufgabe. Wer einen Hammer in der Hand hält, behandelt jedes Problem, das sich ihm stellt, als Nagel, weil das Werkzeug sein Denken bestimmt und entsprechende Lösungsansätze vorgibt.

Damit verbunden ist eine weitere kognitive Abkürzung: die funktionale Fixierung, die zu der Überzeugung führt, dass sich die Funktion eines Werkzeugs auf das Problem beschränkt, zu dessen Lösung es ursprünglich entwickelt wurde: dass also ein Hammer einzig und allein zum Einschlagen von Nägeln geeignet ist. Große Konstrukteure, Architekten und Ingenieure – und andere Virtuosen jeder Couleur – zeichnen sich jedoch unter anderem dadurch aus, dass sie ihre Werkzeuge buchstäblich auf Biegen oder Brechen zweckentfremden. Jimi Hendrix beispielsweise mutete seiner Gitarre Dinge zu, die von den Herstellern garantiert nicht vorgesehen waren. So vermochte er ihr unter anderem Töne zu entlocken, die der menschlichen Stimme zum Verwechseln ähnlich klangen.

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Folgerichtig treffen bei der Teamarbeit die kognitiven Verzerrungen aller Beteiligten aufeinander und verstärken sich gegenseitig. Dies wiederum schlägt sich in den Ergebnissen nieder. Hier stellt vor allem das vom britischen Soziologen C. Northcote Parkinson formulierte „Gesetz der Trivialität“ eine Herausforderung dar, die es zu überwinden gilt: „Die auf einen Tagesordnungspunkt verwendete Zeit ist umgekehrt proportional zu den jeweiligen Kosten.“ Anders ausgedrückt, es besteht die Neigung, schwierigen Fragestellungen aus dem Weg zu gehen und stattdessen unnötig viel Zeit und Energie mit trivialen Angelegenheiten zu verschwenden. Als Beispiel führt Parkinson die Sitzung eines Finanzausschusses an, in der es um die Bewilligung der Gelder für einen Atomreaktor (Diskussionsdauer 2½ Minuten), einen Fahrradunterstand (45 Minuten) und Kaffee für die Sitzungen eines anderen Ausschusses (1¼ Stunden) geht.

Oft fallen besonders komplexe Aufgaben auch dem Ellsberg-Paradoxon anheim, dem zufolge Menschen häufig ein kalkulierbares Risiko einer ungewissen Situation vorziehen. Dies kann dazu führen, dass manche kreativen Möglichkeiten gar nicht erst ausgelotet werden. Stattdessen greift der Mechanismus der Autoritätsgläubigkeit, sodass das Team den Standpunkt seines jeweils ranghöchsten Mitglieds unhinterfragt übernimmt, anstatt alternative Ansätze vorzuschlagen.

Dabei kann es passieren, dass die betreffenden Vorgesetzten ihrerseits in die Erinnerungsfalle tappen und eine Lösung, die sich in der Vergangenheit bewährt hat, auf ein gegenwärtiges Problem anwenden, das möglicherweise völlig anders geartet ist. Im schlimmsten Fall kommt noch die Vermessenheitsverzerrung hinzu und führt zur Überschätzung der eigenen Kenntnisse und Fähigkeiten.

Kann Technologie den Menschen helfen, Verzerrungen zu korrigieren und kognitive Ressourcen schonend auf- und auszubauen oder gar zu regenerieren?

Teilweise können kognitive Verzerrungen auch positive Auswirkungen haben. Ein Existenzgründer etwa muss fest an den eigenen Erfolg glauben, auch wenn die Chancen rational gesehen noch so schlecht stehen. Entsprechend ist die optimistische Verzerrung bzw. das Wunschdenken geradezu eine Grundvoraussetzung für Unternehmer.

Auch die Neigung des Gehirns, bekannte Formen und Muster in zufälligen, bedeutungslosen Erscheinungen wahrzunehmen – wenn man etwa eine Wolke als Menschenkopf sieht –, kann zum Beispiel bei der Entwicklung neuer Ideen durchaus wünschenswert sein. Missverständnisse und Fehldeutungen werden bei bestimmten Methoden zur Kreativitätssteigerung sogar gezielt gefördert. So arbeitet das LUMA Institute für Innovation bei Workshops mit einem Rundlaufverfahren, das auf einem von den Surrealisten entwickelten Spiel mit dem makabren Titel „Cadavre Exquis“ basiert.

Bei solchen Methoden geht es zum einen um die Ausschaltung, teilweise aber auch um die Ausnutzung kognitiver Abkürzungen zur Förderung kreativer Zusammenarbeit. Dazu zählt auch das vierstufige Verfahren, das dem LUMA Institute seinen Namen gab: „Look, Understand, Make, Advance“.

Die Manipulation von Internetnutzern durch Ausnutzung gängiger kognitiver Verzerrungen ist ein lukratives Geschäft, dem sich mittlerweile ein ganzer Wirtschaftszweig widmet. Der Webdesigner Harry Brignull hat für solche Methoden den Begriff Dark Patterns geprägt. Dazu zählt beispielsweise das „Kakerlaken-Motel“, in dem immer Zimmer frei sind, während das Auschecken mit hohem Aufwand verbunden ist. Wer jemals versucht hat, die Mitgliedschaft im Fitnessstudio oder auch das Facebook-Konto zu kündigen, kennt dieses Prinzip vermutlich aus eigener Erfahrung.

Für die Online-Medien sind Nutzer oft nicht Kunden, sondern Handelsware. Genauer gesagt, das Geschäftsmodell zahlreicher Firmen im Bereich Neuromarketing und Interfacedesign beruht auf der kommerziellen Ausbeutung ihrer wertvollen kognitiven Ressourcen. Zur Verstärkung kognitiver Verzerrungen kommen dabei maschinelle Lernverfahren zur Anwendung, mittels derer sich Angriffe zur Ablenkung der Aufmerksamkeit bzw. Neugier auf Milliarden von menschlichen Gehirnen planen und durchführen lassen. Gut möglich, dass damit auch der Rückgang der Produktivitätsquoten seit der Markteinführung von Smartphones und anderen vernetzten Geräten zusammenhängt.

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Wäre es umgekehrt denkbar, dass Technologie dazu beitragen kann, Verzerrungen zu korrigieren und kognitive Ressourcen schonend aufzubauen oder gar zu regenerieren? Lässt sie sich zum Guten nutzen, sodass kognitive Abkürzungen Auswege aufzeigen, statt in die Sackgasse zu führen?

Zur Veranschaulichung eine Analogie: Kopfhörer mit aktiver Geräuschunterdrückung nehmen Umgebungsgeräusche mit einem eingebauten Mikrofon auf und spielen sie dann gegenpolig ein. Durch destruktive Interferenz löschen die Schallwellen sich dabei gegenseitig aus, sodass die Geräusche unhörbar werden. Wäre es entsprechend möglich, ein maschinelles Lernsystem zu entwickeln, das kognitive Verzerrungen in Echtzeit erkennt und ihre negativen Auswirkungen abmildert, indem es eine passende Planungsmethode identifiziert, die diese Auswirkungen nachweislich korrigieren kann?

Das Forschungsteam von Autodesk arbeitet bereits an der Auslotung derartiger Möglichkeiten. Zwecks Datenerhebung wurden zunächst mündliche Interviews mit Produktdesignern und Architekten in Führungspositionen sowie Gründern von LUMA und anderen Instituten zur Entwicklung und Erforschung von Planungsabläufen durchgeführt. Dabei ging es darum, herauszufinden, in welche kognitiven Sackgassen sich ihre Mitarbeiter am häufigsten verirren – und welche Tricks sich zur Korrektur von Verzerrungen und zum langfristigen Auf- und Ausbau kognitiver Ressourcen bewährt haben.

Eine der Befragten, die Industriedesignerin und Publizistin Ayse Birsel, hat unter der Bezeichnung Deconstruction:Reconstruction (De:Re) eine eigene Methode entwickelt, bei der Objekte oder Konzepte in ihre Bestandteile zerlegt und dann auf innovative Weise neu zusammengesetzt werden. Ihre erfolgreiche Büromöbelserie Resolve System für den Möbelhersteller Herman Miller gestaltet das herkömmliche Großraumbüro als eine Art Theaterraum mit Vorder- und Hinterbühne um.

Durch ihren offensiven Umgang mit kognitiven Verzerrungen bewirkte Birsel sowohl beim Designteam als auch bei den Entscheidungsträgern der Unternehmen ein radikales Umdenken. Sie führt Listen über sämtliche potenziellen Fehlerquellen in der Anfangsphase eines Projekts, beim Übergang in die Produktion usw. Ihr De:Re-Konzept umfasst zielführende, reproduzierbare Methoden zur Ausmerzung solcher Fehlerquellen.

Daraus hat das Forschungsteam von Autodesk eine Grafik erstellt, die all diese Tricks und Strategien zu den unterschiedlichen Entscheidungs- und Erinnerungsverzerrungen bzw. sozialen Stereotypen in Beziehung setzt, die Birsel damit konkret bekämpfen will. Basierend auf dieser Grafik, so die Hoffnung, lässt sich ein maschineller Lernalgorithmus entwickeln, der eingreift, sobald sich kognitive Verzerrungen in die Arbeitsabläufe eines Planungsteams einschleichen.

Eine weitere Überlegung besteht darin, dass sich mit den neueren Cloud-basierten Versionen der Planungs- und Konstruktionstools von Autodesk Funktionen zur sofortigen Erkennung schädlicher kognitiver Abkürzungen entwickeln lassen. Dabei ginge es dann weniger um das „Was“ als um das „Wie“: darum, die Denkansätze des jeweiligen Teams nachzuvollziehen. Technologien, die Signale wie Tonfall, Sprachrhythmus und Wortwahl, Gestik und Mimik erfassen und auswerten können, gibt es bereits. Durch Vergleichen solcher Daten aus Planungstools, Konferenzräumen, Fabriken und Baustellen wäre das System letztlich in der Lage, eine Zuordnung zu den jeweils signalisierten kognitiven Verzerrungen vorzunehmen.

Wünschenswert wäre dabei, dass nicht nur Vorgesetzte und Workshop-Moderatoren lernen, Verzerrungen zu erkennen und entsprechend gegenzusteuern. Im Idealfall sollte jedes Teammitglied die kognitiven Fähigkeiten entwickeln, um Vorurteile und Verzerrungen in der eigenen Argumentation zu bemerken und zu korrigieren. cognitive shortcuts

Das Fitbit fürs Gehirn gibt es (noch) nicht. Nach Möglichkeit sollte ein aus diesen Studien hervorgehendes System jedoch mehr können, als kognitive Verzerrungen zu erkennen, sodass es wie eine Art Quantified-Self-Gerät für die Metakognition fungiert, das den Menschen quasi die Denke hinter ihrem Denken aufzeigt.

Wir leben in einer zunehmend komplexen und automatisierten Welt. Niemand kann heute voraussehen, wie viele Arbeitsplätze durch Automatisierung verloren gehen werden. Fest steht jedoch, dass Arbeitnehmer verstärkt gefordert werden, sich laufend in neue Aufgabenbereiche und neue Technologien einzuarbeiten. Arbeit gibt es jede Menge – diese Arbeit erfordert jedoch ein Mehr an Aufmerksamkeit und Kreativität, um dem Anspruch gerecht zu werden, nicht nur bessere Produkte, sondern eine bessere Welt zu schaffen.

Über die Entwicklung und Feineinstellung kognitiver Fähigkeiten hinaus wäre es denkbar, dass diese Forschungsergebnisse als Grundlage für die Entwicklung einer API zur kontinuierlichen Weiterbildung genutzt werden, die die Fokussierung auf den Erwerb neuer Fähigkeiten mit hohem wirtschaftlichen Nutzen unterstützt. Ein solches System könnte Prognosen darüber erstellen, welche Kompetenzen in Zukunft besonders gefragt sein werden, und die Nutzer durch Schulung und Ausbau der entsprechenden kognitiven Ressourcen auf die nächste Phase ihrer beruflichen Laufbahn vorbereiten.

Planer, Konstrukteure und Ingenieure arbeiten an der Entwicklung von Technologien der nächsten Generation – ein Spektrum, das intelligente Schuhe ebenso umfasst wie intelligente Städte. Um die Herausforderungen der Zukunft bewältigen zu können, werden sie auch in komplexen Fragen mehr Konzentrationsvermögen, Verständnis, Kreativität und Entscheidungsfreudigkeit aufbringen müssen als je zuvor. Dazu wiederum müssen Technologien her, die menschliche Kognition nicht ausbeuten und erschöpfen, sondern als kostbare Ressource wertschätzen.

Neta Tamir, Doktorandin an der Cornell University, wirkte als Koautorin an diesem Beitrag mit.