Lernumgebungen & Computerspielen

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1 Vortrag zum Seminar Interaktives Drama in Lernumgebungen & Computerspielen SS 2004, Knut Hartmann Seminar "Interaktives Drama in Lernumgebungen & Computerspielen" SS 2004 "Soziales Verhalten von und lernende virtuelle Agenten" Jana Sieber 1

2 Soziales Verhalten von und lernende virtuelle Agenten Jana Sieber Seminar "Interaktives Drama in Lernumgebungen & Computerspielen" SS 2004 "Soziales Verhalten von und lernende virtuelle Agenten" Jana Sieber 2

3 Einführung Zweck des Vortrags: Informationen über: - Entwicklungsgeschichte Agenten - Intelligente Agenten - Lernende virtuelle Agenten - Soziales Verhalten lernender virtueller Ag. - Anwendungsbeispiele - AlphaWolf Installation Jana Sieber 3

4 Gliederung 1. Entwicklungsgeschichte 2. Intelligente Agenten 3. Lernende virtuelle Agenten 4. Soziales Verhalten von l.v.a. 5. Anwendungsbeispiele 6. AlphaWolf Installation 7. Zusammenfassung Jana Sieber 4

5 1. Entwicklungsgeschichte I erstes Konzept eines Softwareagenten aus einer Arbeit auf Gebiet der verteilten künstlichen Intelligenz Carl Hewitt, 1977, Artikel "Concurrent Actor Model : Objekte, welche die Fähigkeit hatten, untereinander (interaktiv und parallel) zu kommunizieren Jana Sieber 5

6 1. Entwicklungsgeschichte II später, zwischen 1980 und 1990, Beginn der grundlegenden Forschungsarbeiten auf Gebiet der Intelligenten Softwareagenten Ziele: Kommunikation, aber auch Interaktion, Distributation von Aufgaben & Konfliktlösungsalgorithmen mittels Kooperation Spezifikation, die Analyse, das Design & die Integration von Systemen aus mehreren kooperierenden Agenten Jana Sieber 6

7 Gliederung 1. Entwicklungsgeschichte 2. Intelligente Agenten 3. Lernende virtuelle Agenten 4. Soziales Verhalten von l.v.a. 5. Anwendungsbeispiele 6. AlphaWolf Installation 7. Zusammenfassung Jana Sieber 7

8 2. Intelligente Agenten I Ein intelligenter Agent ist eine autonome Software, welche zu einem bestimmten Zweck für Anwender, übergeordnete Anwendungen oder Systeme auftritt. oder Ein Agent ist ein Computersystem, welches in einer Umgebung arbeitet, in der das System autonom Aktionen ausführen kann, um die ihm gestellte Aufgabe zu erfüllen. Zitate: fit 2002 Jana Sieber 8

9 2. Intelligente Agenten II = 'virtuelle Begleiter', die über ein Mindestmaß an Intelligenz verfügen & Lernenden bei spezifischen Anforderungen & Aufgaben anleiten & begleiten beliebig gestaltete Figuren können komplex programmiert sein, sodass sie den Eindruck erwecken, fachbezogene 'Gespräche' mit Lernenden führen zu können einfacher pädagogischer Agent: z.b. Büroklammer bei Office Jana Sieber 9

10 2. Intelligente Agenten III Hauptgrund für Entwicklung int. Ag. : Menschen die Suche in Informationsangeboten zu erleichtern (Wissen der Menschheit wächst unaufhaltsam - nahezu exponentiell - & ist für den einzelnen nicht mehr zu überblicken) Jana Sieber 10

11 Gliederung 1. Entwicklungsgeschichte 2. Intelligente Agenten 3. Lernende virtuelle Agenten 4. Soziales Verhalten von l.v.a. 5. Anwendungsbeispiele 6. AlphaWolf Installation 7. Zusammenfassung Jana Sieber 11

12 3. Lernende virtuelle Agenten I mit geringem Basiswissen ausgestattet & lernen über Beobachten in Domain, die Wiederholungen von Tätigkeiten erfordert es werden zwischen verschiedenen Lerninhalten für verschiedene Nutzer unterschieden Jana Sieber 12

13 3. Lernende virtuelle Agenten II können nach Pattie Maes auf vier verschiedene Arten lernen: immer wiederkehrendes Handlungsmusters des Nutzers (implizit) Training anhand von hypothetische Situationen (explizit) Agent bekommt User-Feedback auf seine Handlungen (implizit/explizit) Erfahrungsaustausch mit anderen Agenten in ähnlichen Situationen Jana Sieber 13

14 3. Lernende virtuelle Agenten III nehmen nicht nur die Umgebung wahr, sondern der versuchen, darauf zu reagieren & aus diesen Reaktionen zu lernen & alles Beobachtete auszuwerten mit den neuen Erfahrungen und dem neuen Wissen kann auf Umwelt angepasst reagiert werden, um Abläufe besser zu regeln, zu optimieren & zu automatisieren z.b.: Internet-Suchmaschinen Jana Sieber 14

15 Gliederung 1. Entwicklungsgeschichte 2. Intelligente Agenten 3. Lernende virtuelle Agenten 4. Soziales Verhalten von l.v.a. 5. Anwendungsbeispiele 6. AlphaWolf Installation 7. Zusammenfassung Jana Sieber 15

16 4. Soziales Verhalten von v. A. I Funktion der subjektiv wahrgenommenen sozialen Situation, wobei deren subjektive Wahrnehmung durch Merkmale des Individuums als auch durch soziale Prozesse bestimmt wird Jana Sieber 16

17 4. Soziales Verhalten von v. A. II Sammelbezeichnung für Verhaltensformen von Tieren, die in Gruppen leben, sowie vom Menschen als sozialem Wesen Soziale Verhaltensweisen z.b. Kind-Eltern- Beziehungen Rangordnungs- und Statusbeziehungen sowie Sexual- und Aggressionsverhalten dient der sozialen Verständigung bzw. Kommunikation Jana Sieber 17

18 Gliederung 1. Entwicklungsgeschichte 2. Intelligente Agenten 3. Lernende virtuelle Agenten 4. Soziales Verhalten von l.v.a. 5. Anwendungsbeispiele 6. AlphaWolf Installation 7. Zusammenfassung Jana Sieber 18

19 5. Beispiel I: Webguides = virtuelle Charaktere, die die Seiten im Internet kommentieren & ansagen können auch bei verschiedene Menüführungen helfen & kleine Tipps geben sind nicht interaktiv & können Seiten lebendiger und lustiger gestalten Beispiel: XBert & Zoe Jana Sieber 19

20 5. Beispiel II: Webhosts können sich im Gegensatz zu den Webguides mit den Internetbesuchern unterhalten können Fragen beantworten & handeln, indem sie Unterseiten den Besuchern anzeigen Beispiel: Cybelle Jana Sieber 20

21 5. Beispiel III: Chat Bot Elbot - mit ihm kann man sich u.a. über "robosophische" Themen unterhalten. nicht animiert, sondern besteht nur aus unterschiedlichen statischen Bildern Jana Sieber 21

22 5. Beispiel IV: CyberBuddy sucht Informationen & Nachrichten zu gewünschten Themen hat Kalender & kann User an Termine erinnern, lesen, schreiben, vorlesen oder Internetseiten auf gewünschte Änderungen überwachen, die User interessieren Jana Sieber 22

23 Gliederung 1. Entwicklungsgeschichte 2. Intelligente Agenten 3. Lernende virtuelle Agenten 4. Soziales Verhalten von l.v.a. 5. Anwendungsbeispiele 6. AlphaWolf Installation 7. Zusammenfassung Jana Sieber 23

24 6. AlphaWolf Installation Jana Sieber 24

25 6. AlphaWolf Installation MIT Media Lab: Erforschung von Repräsentationen und Prozessen, die künstlichen Charakteren erlauben, dynamische soziale Hierarchien zu lernen einfaches Modell aus sozialem Verhalten, vereintes Lernen, Emotion, Wahrnehmung & Entwicklung Präsentation auf SIGGRAPH im Jahr 2001 Jana Sieber 25

26 6. AlphaWolf Installation Rudel virtueller Wölfen, die soziale Beziehungen untereinander ausbilden (3 Welpen, 3 Erwachsene) Drei Teilnehmer interagieren gleichzeitig mit Rudel jeder spielt Rolle eines Wolf-Welpen in neugeborenem Wurf (Dauer ca. 5 min; Erwachsene voll autonom) 2 Schnittstellen: Mikrophon, in das sie heulen, knurren, winseln oder bellen um die Interaktion ihrer Welpen mit den anderen Wölfen zu beeinflussen Maus, um ihre Welpen an einen Ort zu bewegen oder mit anderen Wölfen interagieren zu lassen Jana Sieber 26

27 6. AlphaWolf Installation Handlung des virtuellen Wesens kontrollieren, ohne seine realistische autonome Persönlichkeit ( Charakter ) zu verändern Teilnehmer hat high-level Kontrolle über Handlungen des virtuellen Wolfes, aber emotionaler Zustand autonom von Computer bestimmt Jana Sieber 27

28 6. AlphaWolf Installation Wesen sollen Persönlichkeit haben, die verschieden von der des Menschen ist Was würde realer Wolf tun? Jana Sieber 28

29 6. AlphaWolf Installation Wölfe erinnern sich an soziale Beziehungen daraus resultiert Art, WIE sie ihre aufgetragenen Handlungen ausführen Wolf hört immer, aber ist imstande auszudrücken, wie er sich aufgrund der für ihn ausgewählten Handlungen fühlt semi-autonomer Charakter Jana Sieber 29

30 6. AlphaWolf Installation Mikrophon: Akustische Muster verglichen mit Ausprache (über Länge & Harmonie) Heulen: lang & harmonisch Winseln: kurz & harmonisch Knurren: lang & unharmonisch Bellen: kurz & unharmonisch Jana Sieber 30

31 6. AlphaWolf Installation Maus: Klick auf Ort: Wolf bewegen Klick auf Wolf: Interaktion mit diesem Wolf Jana Sieber 31

32 6. AlphaWolf Installation Zusammentreffen mit Welpen: - Button erscheint im Display mit Bild des anderen Wolfes -> bei Klick auf Button läuft eigener Welpe zu Ort, wo anderen Welpen zuletzt gesehen - Icon entspricht Beziehung: Nach Unterwerfung: Icon in unterworfener Stellung Nach Beherrschung: Icon in dominierender Stellung Jana Sieber 32

33 6. AlphaWolf Installation zuerst seinen Welpen aufwecken, indem man Wolfs-Geräusche in das Mikrophon macht Jana Sieber 33

34 6. AlphaWolf Installation durch Heulen in Mikrophon heult eigener Welpe und findet damit andere Wölfe Jana Sieber 34

35 6. AlphaWolf Installation Beim Treffen auf andere Wölfe hilft man seinem Welpen eine soziale Beziehung zu ihnen aufzubauen. Jana Sieber 35

36 6. AlphaWolf Installation schwarzer Welpe beherrscht weißen weiße reagiert mit Unterwerfung Jana Sieber 36

37 6. Alpha Wolf Installation Erwachsene Wölfe & Welpen in der Welt Jana Sieber 37

38 6. AlphaWolf Installation Wenn das Alpha Paar (Eltern) vom Jagen zurückkehrt, läuft das Rudel los, um sich zu ihnen zu gesellen. Jana Sieber 38

39 6. AlphaWolf Installation Das Rudel heult zusammen. Jana Sieber 39

40 6. AlphaWolf Installation Ziel vom MIT Media Lab: virtuelle Wesen kreieren, die soziale Beziehungen untereinander aufbauen können Jana Sieber 40

41 6. Alpha Wolf Installation zwei soziale Computersysteme tauschen flüchtigen Blick aus Jana Sieber 41

42 10 AlphaWolf Installation Jana Sieber 42

43 Gliederung 1. Entwicklungsgeschichte 2. Intelligente Agenten 3. Lernende virtuelle Agenten 4. Soziales Verhalten von l.v.a. 5. Anwendungsbeispiele 6. AlphaWolf Installation 7. Zusammenfassung Jana Sieber 43

44 Zusammenfassung Entwicklung virtueller Agenten in Zukunft: Schwarmintelligenz von mobilen Agentenpopulationen; gezüchtet mit genetischen Algorithmen in virtueller Evolution Fragen? Verstanden? ;-) Danke Jana Sieber 44

45 Quellenangabe I Bill Tomlinson, Marc Downie, Matt Berlin, Jesse Gray, Derek Lyons, Jennie Cochran, and Bruce Blumberg. Leashing the AlphaWolves: Mixing User Direction with Autonomous Emotion in a Pack of Semi-Autonomous Virtual Characters. In Stephen N. Spencer, editor, Proceedings of the 2002 ACM SIGGRAPH Symposium on Computer Animation (SCA-02), pages ACM Press, New York, July [TDB*02] Bruce Blumberg, Marc Downie, Yuri Ivanov, Matt Berlin, Michael Patrick Johnson, and William Tomlinson. Integrated Learning for Interactive Synthetic Characters. Computer Graphics, 21(3): , July [BDI*02] Jana Sieber 45

46 Quellenangabe II Homepage AlphaWolf Installation - Homepage Fit html Homepage Hyperwave Prof. Dr. Klaus Mainzer: Schnittstelle Mensch - Computer Jana Sieber 46

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