Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter. Bernd Krieg-Brückner Universität Bremen

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1 Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter Bernd Krieg-Brückner Universität Bremen

2 Service-Roboter Logistik für autonomen Transport und Lagerhaltung Assistenzsysteme und Hilfen intelligente Rollstühle, Bedienhilfen (alternde Gesellschaft) im Krankenhaus, im Labor, bei der Operation (?) zur Säuberung, im Haushalt proaktiver Informationsassistent, personal robot Lehre, Schule, edutainment Exploration und Inspektion, Überwachung, Rettung unter Wasser, in Höhlen, im Katastrophengebiet im Weltraum Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

3 Wettbewerbsstellung D Roboter-Hardware, Elektronik Japan vorn D kann mit innovativen Ansätzen aufholen: Systems Engineering + Kognition Künstliche Intelligenz DFKI vorn Integration vielfältiger Komponenten Kognition Bedeutung für technische Systeme lange nicht erkannt D international sehr gut positioniert Ingenieur- + Naturwissenschaften + Geist Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

4 Kognitive Robotik Interaction SFB/TR 8 Action Reasoning Anpassungsfähigkeit des Vorbilds Tier, Mensch Anpassung an die Umwelt, Robustheit, Autonomie, Lernen Kognitive Fähigkeiten, Künstliche Intelligenz Qualitatives Wissen, logisches Schließen, Planen Interaktion mit dem Nutzer als Partner Natürlich-sprachlicher Dialog, soziale Fähigkeiten Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

5 (Selbst-)Adaptation Automatisierte Grundverhalten, Fähigkeiten (skills) Außergewöhnliches Verhalten Reflexe Lernen Schwach überwachtes, unüberwachtes Lernen Komplexes Verhalten Kombination, Koordination verschiedener Ebenen embodied cognition, Sozialverhalten Benutzer-Interaktion Natürlich-sprachlicher Dialog Potentielle Missverständnisse, Fehlersituationen Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

6 Automatisierte Grundverhalten Hindernisvermeidung Ausweichen Rückkehr in Bahn Zur Anzeige wird der QuickTime Dekompressor H.263 benötigt. Rolland 2 (Röfer) hitec, 3sat (2000) Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

7 Automatisierte Grundverhalten Hindernisvermeidung Ausweichen Rückkehr in Bahn Wenden Minimaler Platzbedarf Nach links oder rechts Sicht nach hinten Türdurchfahrt Minimale Breite Verlangsamung Nachregelung Zur Anzeige wird der QuickTime Dekompressor H.263 benötigt. Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

8 Außergewöhnliches Verhalten Vorhersehbare Ausnahmesituation Ausnahmebehandlung programmierbar Ausnahmebehandlung führt zur Normalsituation zurück Reflexartige Reaktion Perzeption löst Reflex aus Reflex behandelt Ausnahme Reflex nur einmalig oder begrenzte Dauer Zur Anzeige wird der QuickTime Dekompressor DV/DVCPRO - NTSC benötigt. Scorpion (Kirchner) Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

9 Lernen Schwach überwachtes, unüberwachtes Lernen (Selbst-)Bewertung, Erfolgsindikator aus Umwelt, Gradient Explorieren, Lernen aus Beispielen, Verallgemeinern z.b. Laufen nach den Laufmustern des Skorpions Sensorik-Motorik-Kopplung Hand-Auge-Koordination, z.b. Greifen (Kohonenkarten) Nachahmen durch Beobachtung, Interaktion mit Lehrer Prägung (im Zeitfenster) one-shot-learning Lernen komplexer Sequenzen lebenslanges Lernen, Vergessen Episodisches Gedächtnis Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

10 Komplexes Verhalten Kombination, Koordination verschiedener Ebenen Sensorik-Motorik-Kopplung + höhere kognitive Prozesse Erkennen, Entscheiden, logisches Schließen, Taktik, Strategie embodied cognition, augmented cognition Selbst, egozentrisches Referenzsystem Erweiterung der eigenen Körperlichkeit Ausnutzung des Körpers für höhere kognitive Prozesse Interaktion mit der realen Welt aussagekräftige Repräsentationen Interaktion Sozialverhalten, Verstehen von Intentionen, Emotionen,... Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

11 Benutzer-Interaktion Multi-Modale Mensch-Maschine-Interaktion Anpassung an Benutzer... Natürlich-sprachlicher Dialog Anreicherung, Erweiterung des Wissens dies ist die Küche, das ist das Blumenfenster Aushandeln, Erweitern der Ontologie Potentielle Missverständnisse, Fehlersituationen Mode Confusion, Shared-Control-Problematik Analyse des Benutzer und System-Modells mit formalen Methoden Klärungs-Dialog wird generiert Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

12 Robocup Sony Four Legged League, World Champion 2004: Kooperation HU Berlin, Uni Bremen, TU Darmstadt, Uni Dortmund SW-Architektur zur Integration skills,... Echtzeit GERMANTEAM Zur Anzeige wird der QuickTime Dekompressor YUV420 codec benötigt. Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,

13 Bis bald... in Bremen? Selbstadaptation Kognitiver Service-Roboter, Impulsreferat Feldafinger Kreis,