Verhaltensbasierte Robotik I

Verhaltensbasierte Robotik I Thomas Röfer Verhalten lernen Teaching Homing

Rückblick Navigation bei Mensch und Tier Seefahrt Feld-/Beobachterperspektive Referenzsysteme Ameisennavigation Bienennavigation Vogelnavigation Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 2

Ver hal ten, das; -s, (Fachspr.:) -: Art u. Weise, wie sich ein Lebewesen, etw. 1 verhält (1): ein seltsames, taktisch kluges V.; das V. in Notsituationen; sein V. [jmdm. gegenüber, gegen jmdn.] ändern; jmds. V. [nicht] verstehen, sich nicht erklären können, mißbilligen; Tiere mit geselligem V.; das V. von Viren, eines Gases untersuchen. Sensomotorische Kopplung Sensorik Reaktion Motorik Motorik Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 3

Verhalten lernen Instinktregeln Verhalten lernen Instinktregeln Hindernisvermeidung Bewege Bewege dich dich vorwärts vorwärts Vermeide Vermeide Kontakt Kontakt Wandverfolgung Wandverfolgung Bewege Bewege dich dich vorwärts vorwärts Vermeide Vermeide Kontakt Kontakt Suche Suche Kontakt Kontakt nach nach einer einer Weile Weile Korridorverfolgung Bewege Bewege dich dich vorwärts vorwärts Vermeide Vermeide Kontakt Kontakt Suche Suche Kontakt Kontakt nach nach einer einer Weile Weile Suche Suche Kontakt Kontakt mit mit abwechselnden abwechselnden Fühlern Fühlern Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 4

Verhalten lernen Architektur Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 5

Verhalten lernen Wandverfolg. Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 6

Verhalten Lernen Umlernen Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Umlernen Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 7

Teaching Grundverhalten Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Umlernen Teaching Grundverhalten Gangverfolgung Wandverfolgung links/rechts Einbiegen in in linke/rechte Tür Tür Wenden Stopp Stopp Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 8

Teaching Wegmarkenerkennung Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Umlernen Teaching Grundverhalten Wegmarkenerkennung 5 Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I

Teaching Lokale Wegmarkenkarte Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Umlernen Teaching Grundverhalten Wegmarkenerkennung Lokale Wegmarkenkarte 7 2 9 1 Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 10

Teaching Lernen Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Umlernen Teaching Grundverhalten Wegmarkenerkennung Lokale Wegmarkenkarte Lernen 7 1 8 5 6 3 9 2 = 5 2 Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 11

Teaching Fehler Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Umlernen Teaching Grundverhalten Wegmarkenerkennung Lokale Wegmarkenkarte Lernen 8 Fehler 6 3 2 8 8 6 3 2 2 Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 12

Teaching Beispielroute Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Umlernen Teaching Grundverhalten Wegmarkenerkennung Lokale Wegmarkenkarte Lernen Fehler Beispielroute Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 13

Teaching Demonstration Verhalten lernen Instinktregeln Architektur Wandverfolgung Umlernen Teaching Grundverhalten Wegmarkenerkennung Lokale Wegmarkenkarte Lernen Fehler Beispielroute Demonstration Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 14

Homing Motivation Homing Motivation Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 15

Homing Sensoraufbau Homing Motivation Sensoraufbau sphärischer Spiegel horizontale Ebene Kamera Intensität 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 π 2π/3 π/3 0 π/3 2π/3 π Richtung Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 16

Homing Sensorbild Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 17

Homing Beispielaufbau Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 18

Homing Verzerrungen Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Verzerrungen zwischen Bildern Intensität Intensität Intensität 1 0 1 π 0 π 1 0 Richtung 0 Richtung π π 0 π 0 π Richtung Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 19

Homing Bewegungsfluss Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Verzerrungen zwischen Bildern Bewegungsfluss Zusammensetzung Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 20

Homing Bewegungsfluss Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Verzerrungen zwischen Bildern Bewegungsfluss Zusammensetzung Zerlegung Rotation Verschiebung Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 21

Homing Demonstration Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Verzerrungen zwischen Bildern Bewegungsfluss Zusammensetzung Zerlegung Demonstration Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 22

Homing Lernen von Sequenzen Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Verzerrungen zwischen Bildern Bewegungsfluss Zusammensetzung Zerlegung Demonstration Lernen von Bildsequenzen Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 23

Homing Navigieren mit Sequenzen Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Verzerrungen zwischen Bildern Bewegungsfluss Zusammensetzung Zerlegung Demonstration Lernen von Bildsequenzen Navigieren mit Bildsequenzen Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 24

Homing Szenario Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Verzerrungen zwischen Bildern Bewegungsfluss Zusammensetzung Zerlegung Demonstration Lernen von Bildsequenzen Navigieren mit Bildsequenzen Demonstration Szenario Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 25

Homing Szenario Homing Motivation Sensoraufbau Sensorbild Beispielaufbau Verzerrungen zwischen Bildern Bewegungsfluss Zusammensetzung Zerlegung Demonstration Lernen von Bildsequenzen Navigieren mit Bildsequenzen Demonstration Szenario Fahrt Küche Wohnzimmer Kognitive Robotik I Verhaltensbasierte Robotik I 26