Turing-Maschine aus Lego zeigt Computer-Prinzip

Anlässlich des aktuellen Turing-Jahres, mit dem der britische Mathematiker und Informatik-Pionier Alan Turing geehrt wird, haben Wissenschaftler des niederländischen Informatik-Instituts CWI eine Turing-Maschine aus Lego-Bausteinen konstruiert. Bei einer Turing-Maschine handelt es sich im Wesentlichen um ein mathematisches Konzept zum Nachweis der Berechenbarkeit eines Problems. Die Umsetzung in ein reales Gerät, wie es die Forscher im aktuellen Beispiel taten, bringt einen sehr einfachen, mechanischen Computer hervor. Anhand einer Strecke mit Kipp-Elementen, die die Informationen 0 und 1 repräsentieren, lassen sich Daten und Programme eingeben.


Vom Prinzip her kann das Lego-System alle Aufgaben berechnen, die auch jeder andere Computer verarbeiten kann. Dem sind in der Praxis lediglich durch die geringe Geschwindigkeit und die begrenzte Länge des Eingabe-Bandes Grenzen gesetzt. "Alan Turings originales Modell verfügte über ein unendliches Band, allerdings hat Lego ein kleines Problem mit der Lieferung unendlich vieler Bausteine. Deshalb haben wir uns auf ein Band mit 32 Positionen beschränkt", so die Entwickler des Systems.

Mit ihrem Modell wollen die Wissenschaftler Laien die Möglichkeit eröffnen, zu verstehen, wie einfach das grundlegende Konzept eines Computers ist. Im Video ist beispielsweise ein einfacher Addierer zu sehen, der die Aufgabe 2+2 lösen soll. Das Modell der Turing-Maschine kann mit einem Satz Lego Mindstorms NXT-Bauelementen auch nachgebaut werden. Die Forscher bieten die Software, mit der die Turing-Maschine gefüttert werden kann, via Github an.

Alan Turing hat während des zweiten Weltkrieges fundamentale Grundlagen für die Informatik und die Entwicklung moderner Computer gelegt, als er im Dienste der britischen Regierung mit dem Knacken der Verschlüsselungen der Nazi-Streitkräfte beschäftigt war. Später kam er wegen seiner Homosexualität mit dem Gesetz in Konflikt. Eine Zwangstherapie führte zu Depressionen. Am 7. Juni 1954 beging Turing Selbstmord. In diesem Jahr wird ihm anlässlich seines hundertsten Geburtstages gedacht.