Zentrale Gegenstände der Informatik sind Algorithmen und ihre
sprachlichen Realisierungen als Programme sowie Problemlösungen durch
Berechnungsverfahren. Die Vorlesung behandelt Grundlagen der theoretischen
Informatik, mit denen zunächst eine Fundierung von Programmiersprachen
gelegt werden soll. Im Teil I geht es um formale Sprachen und Grammatiken
bis hin zu einer Typisierung von Sprachklassen nach ihrer Leistungsfähigkeit
(Chomsky-Hierarchie). Unter dem Gesichtspunkt der Spracherkennung betrachtet
der Teil II formale Sprachen und Automaten (deterministische und nichtdeterministische
endliche Automaten, Kellerautomaten, Turing-Maschinen und RAM-Maschinen).
Im Teil III folgen Einführungen in die Berechenbarkeitstheorie, die
sich mit grundsätzlichen Möglichkeiten und Grenzen der Algorithmisierbarkeit
befaßt, und in die Komplexitätstheorie, die untersucht, mit
welchem Aufwand an Berechnungsressourcen (Rechenzeit, Speicherplatz) algorithmische
Aufgaben gelöst werden können. Im abschliessenden Teil IV werden
Grundzüge der Logik im Hinblick auf ihre Rolle in informatischen Aufgabenstellungen
vermittelt. Auf diese Grundvorlesung können im Hauptstudium Vorlesungen
zur Logik und Rekursionstheorie, Logik-Programmierung, zum Übersetzerbau
und zur Künstlichen Intelligenz aufbauen.
Vorausgesetzt werden Kenntnisse der Programmierung, der naiven Mengenlehre,
einfacher Logikkalküle und elementarer Beweistechniken wie des Beweisens
durch Widerspruch und durch vollständige Induktion.
Literatur (genauere Angaben in der Vorlesung):
Schöning, U.: Theoretische Informatik kurz gefaßt. (2. Auflage)
Mannheim: BI Wissenschaftsverlag, 1995
Hopcroft, J.E., Ullman, J.D.: Introduction to automata theory, languages,
and computation. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1979; dt.: Einführung
in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie.
Bonn: Addison-Wesley, 1988 (zur Vertiefung)
Lewis, H.R., Papadimitriou, C.H.: Elements of the theory of computation.
Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, 1981 (zur Vertiefung)
Schöning, U.: Logik für Informatiker (4. Aufl.). Mannheim:
BI Wissenschaftsverlag, 1989 (in Auszügen)
Die Vorlesung ist eine Einführung in die medizinische Informatik
mit dem Schwerpunkt auf Methoden der diagnostischen Klassifikation, der
prognostischen Simulation und Zeitrepräsentation. Neben Expertensystemtechniken
werden Methoden der medizinischen Informatik (biomedizinische Signalverarbeitung,
medizinische Bildverarbeitung, Informationssysteme, medizinische Biometrie)
als Werkzeuge der klinischen Wissensverarbeitung besprochen.
Beginn: Vorbesprechung am 10.4.2000, 12:15h, M4-126
In diesem Seminar sollen verschiedene Arbeiten zu den Begriffen 'Glauben', 'Wissen', und 'Perzeption' mit rein informatischen Mitteln behandelt werden.
Worum geht es? Es gibt eine mathematische Theorie der Information, die aber für die Analyse informationeller Einstellungen von Menschen (Nutzern) und maschinellen Agenten weitgehend folgenlos geblieben ist. In dieser Veranstaltung werden einige neuere Ansätze zur Modellierung der informationellen Einstellungen 'Glauben' und 'Wissen' und ihres Zusammenhanges mit 'Perzeption' behandelt.
Zunächst werden einige Kapitel des Buches Infos und Infone von Keith Devlin durchgearbeitet. Darauf werden ausgewählte Kapitel aus Glauben, Wissen und Wahrscheinlichkeit - Systeme der epistemischen Logik von Wolfgang Lenzen und E. Davis, Representations of Commonsense Knowledge bearbeitet. Abschließend wird die Frage behandelt, wie Wissen zwischen Agenten und informationellen Umgebungen (wie Dokumentensammlungen) verteilt werden kann.
Die Vorlesung enthält Vorlesungsanteile und Seminaranteile. Im Seminar wird eine offene und diskussionsintensive Arbeitsweise angestrebt. Auch soll nicht möglichst viel Stoff, sondern vorhandener Stoff möglichst intensiv erarbeitet werden.
Literatur:
Bell, J., Huang, Z., Seeing is Believing, Preprint. Computer Science Department, Queen Mary and Westfield College, Applied Logic Group, London (wird verteilt).
Craig, E., Was wir wissen können. Pragmatische Untersuchungen zum Wissensbegriff, Ffm> Suhrkamp 1993.
Davis, E., Representations of Commonsense Knowledge, Morgan Kaufmann, San Mateo, CA, 1990.
Devlin, K., Infos und Infone: Die mathematische Struktur der Information, Basel: Birkhäuser 1993.
Lenzen, W., Glauben, Wissen und Wahrscheinlichkeit - Systeme der epistemischen Logik, Springer-Verlag 1980.
Gasser, Les und Huhns, M.N.: Distributed Artificial Intelligence, Vol II., , Pitman, London, 1989.
Hewitt, C.E., Open Information Systems, Semantics for Distributed Artificial Intelligence, Artif. Intell. 47 (1991), p. 79-106.
In dieser Vorlesung werden in Ergänzung der wohlbekannten Veranstaltung
"Methoden der Künstlichen Intelligenz" zwei ausgewählte
KI-Themen vertiefend dargestellt:
"Wissensrepräsentation" beschäftigt sich mit symbolischen
oder auch analogen Formaten für die Modellierung und automatische
Inferenzierung von Wissen in informationsverabeitenden Systemen.
"Planen" beschäftigt sich mit der Generierung von linear
oder partiell geordneten Handlungssequenzen, durch deren Ausführung
ein gegebener Anfangszustand in einen gewünschten Zielzustand überführt
wird. Die beiden behandelten Themen spielen in vielen Anwendungen der Künstlichen
Intelligenz eine zentrale Rolle, wie zum Beispiel natürlichsprachlichen
Dialogsystemen, Expertensystemen oder in der Robotik.
Voraussetzungen: Methoden der Künstlichen Intelligenz
Literatur (im Semesterapparat bereitgestellt):
J. Allen u.a. Readings in Planning. Morgan Kaufmann, 1990.
R. J. Brachman & H. J. Levesque. Readings in Knowledge Representation.
Morgan Kaufmann, 1985.
E. Davis. Representations of Commonsense Knowledge. Morgan Kaufmann,1990.
S. Russell & P. Norvig: Artificial Intelligence: A Modern Approach.
Prentice Hall, 1995.
M. Stefik. Introduction to Knowledge Systems. Morgan Kaufmann, 1995.
"Kommunikation" leitet sich von dem lateinischen Begriff
für
"Verbindung, Verbundenheit" ab (bzw. communicari [lat.]:
"teilen,
mitteilen") und wird in der Anthropologie - der Lehre vom Menschen
-
als Informationsaustausch zwischen Personen verstanden, oder meist
etwas spezieller als wechselseitige, weitgehend beabsichtigte
Informationsübertragung zwischen mindestens zwei Partnern.
Was ist das aber genauer: Kommunikation? Wie funktioniert sie? Unter
welchen Bedingungen ist sie erfolgreich, möglicherweise sogar
zwischen Vetretern unterschiedlicher Spezies? Mit solchen und
ähnlichen Fragen setzt sich dieses Seminar aus einer
interdisziplinären Perspektive auseinander.
Dabei soll zunächst die Kommunikation zwischen Mensch und
Mensch an Beispielen näher beleuchtet werden, wobei weitere
Fachdisziplinen (Evolutionsbiologie, Humanethologie, Neurobiologie,
Nachrichtentechnik, Psychologie, Semiotik und Linguistik) beteiligt
werden können. Ein Fokus soll auf der nichtsprachlichen,
nichtschriftlichen Kommunikation liegen, bezogen auf das Aussenden
und Empfangen von Signalen, die mit Hilfe der Bewegungen des ganzen
Körpers (Proxemik), Bewegungen der Gliedmaßen,
insbesondere der Arme und Hände (Gestik) sowie der
Gesichtsmuskulatur (Mimik) produziert werden. Hierbei ist auch die
Rolle körperlicher Äußerungen im Kontext
gesprochener Sprache als "mehrmodale Kommunikation" zu betrachten.
Mit dem Blick auf Mensch-Maschine-Kommunikation soll dann der
Rahmen weiter gefaßt werden. Es ist üblich geworden,
auch
für den Informationsaustausch zwischen Mensch und maschinellen
Systemen den Begriff der Kommunikation zu gebrauchen, was in dem
Sinne gerechtfertigt ist, daß Bedeutungsinhalte durch Zeichenfolgen
übermittelt werden, deren Bedeutung empfängerseitig
zu
rekonstruieren sind. Deshalb soll weiter untersucht werden, wie es
möglich sein kann, Kommunikation auch zwischen Vertretern
unterschiedlicher Spezies erfolgreich zu etablieren.
Das Seminar ist für Studierende im Hauptstudium vorgesehen;
ein
Ziel ist die umfassende Aufarbeitung von Grundprinzipien der
natürlichen Kommunikationsformen, vor deren Hintergrund neue
Ansätze für das Miteinander von Mensch und Maschine
entstehen können. Besondere Vorkenntnisse werden nicht
vorausgesetzt, jedoch wird erwartet, daß sich Teilnehmer/innen
nicht nur durch Übernahme von Referaten, sondern auch durch
Einbringen eigener Vorschläge für zu erarbeitendes
Material
aktiv beteiligen.
Im Semester WS 99/00 und SS 2000 veranstaltet die AG Wissensbasierte
Systeme
das Projektseminar "ComputerAnimation virtueller Charaktere".
Dieses Seminar
bietet interessierten Studierenden die Möglichkeit, sich aktiv
mit aktuellen
Themen aus den folgenden Forschungsbereichen zu beschäftigen:
* Computergrafik und -animation
* Articulated Figures (Modellierung, Repräsentation, direkte und
inverse Kinematik)
* Human Modeling (Modellierung der Figur, inkl. Gesicht, Hände
und Kleidung)
* Motion Control and Behaviors (Verhaltensmuster, z.B. Stehen, Gehen,
Freuen, etc.)
* Human Facial Animation (Mimik, Lippenbewegung synchron zu synthetisch
generierter Sprache)
* Virtual Reality (Interaktion mit einem realen Kommunikationspartner,
z.B. Verfolgen durch Kopf-/Augenbewegungen)
Dabei soll die computergraphische Animation einer menschenähnlichen
virtuellen
Figur bearbeitet werden. Nach der Einführung und Erarbeitung der
theoretischen
Grundlagen im ersten Teil und Einarbeitung in die Programmierumgebung
(IRIS
Performer auf SGI, kinematisches Modell einer Figur), sollen Implementierungen
mit ausgesuchten oder selbst entwickelten Verfahren für die entsprechende
Problematik erfolgen. Die realisierten Module werden am Ende des Projekts
in
die Modellierung und Steuerung einer simulierten Figur integriert und
vorgeführt.
Das Seminar richtet sich an alle Studierenden, die ihre Kenntnisse
in diesem
Bereich vertiefen möchten und aktiv an praktischen Umsetzungen
mitarbeiten wollen,
bzw. einen Einstieg in eine Diplomarbeit in diesem Bereich suchen.
Neben einer
Vertiefung des Fachwissens sollen in diesem Seminar auch Fähigkeiten
erworben bzw.
geübt werden, die wichtige fachunabhängige Qualifikation
darstellen (z.B. selbständiges
Arbeiten, klare mündliche und schriftliche Ausdrucksfähigkeiten
sowie die
Zusammenarbeit bei einem Teamprojekt).
Anmeldung: Bitte melden Sie sich per Email bei "skopp"
oder bei S. Kopp in
Raum M4-122. Die Teilnahmerzahl ist auf 10 begrenzt. Programmierkenntnisse
in C++
sind vorteilhaft.
Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe Wissensbasierte Systeme
liegen auf der intelligenten Mensch-Maschine-Kommunikation in virtuellen
Welten unter Einbezug natürlicher Sprache und Körpergestik. Interessante
Fragestellungen ergeben sich dabei aus den Gebieten multimodale Systeme,
dynamische Wissensrepräsentationen, Virtual Reality, wissensbasierter
Computergrafik und -animation sowie Agententechnologien.
In diesem Diplomanden- und Doktorandenseminar werden aktuelle Arbeiten
und neueste Ergebnisse aus den Forschungskontexten der Arbeitsgruppe vorgetragen
und diskutiert.
Interessierte Studierende sind herzlich zur Teilnahme eingeladen.