Lehre der AG Wissensbasierte Systeme im Sommersemester 2009

Aktuelle Informationen werden im digitalen Semesterapparat bekannt gegeben.

Mensch-Maschine-Kommunikation

Beleg-Nr.: 392101
Veranstalter: Dr.-Ing. Stefan Kopp
Beginn: 16.4.2009, Do 10-12, H3
Inhalt, Kommentar:
Homecomputer, Videorecorder oder Handy - die Informationstechnologie hält überall Einzug in unseren Lebensalltag und wird dabei gleichzeitig immer leistungsfähiger. Die technologischen Möglichkeiten schlagen sich in der - häufig verwirrenden - Funktionsvielfalt heutiger Anwendungen nieder. Wenn man technische Systeme konstruiert, ist es daher unabdingbar, das Gesamtpaket aus Mensch und Maschine und deren erfolgreiche Interaktion im Auge zu haben. Gefragt sind Systeme, die einfach zu bedienen sind, geringe Einarbeitungszeit erfordern und die Bewältigung der zu lösenden Aufgabe durch einen Menschen mit allen seinen Fähigkeiten und Beschränkungen so gut wie möglich zu befördern.
Die Vorlesung "Mensch-Maschine-Kommunikation" vermittelt einen Überblick über dieses immer wichtiger werdende Gebiet und setzt vertiefend Schwerpunkte auf spezielle, fortgeschrittene Methoden der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. Zunächst werden relevante Aspekte der Wahrnehmung und Informationsverarbeitung beim Menschen, Theorien und Modelle für interaktive Systeme, sowie Methoden zur Entwicklung ud Evaluation von Schnittstellen behandelt. Der Inhalt orientiert sich an den u.g. Lehrbüchern. Im zweiten Teil der Vorlesung werden Theorien und Techniken fortgeschrittener Ansätze wie Sprachdialogsysteme, multimodale Interaktion und kooperative, soziale "Companions" (z.B. Roboter oder virtuelle Charaktere) behandelt.

Literaturangaben:

B. Dix, Finlay, Abowd, Beale: Human-Computer Interaction, 3rd Edition, Pearson Educatin Ltd., 2004.
B. Shneiderman: Designing the User Interface - Strategies for Effective Human-Computer Interaction (3. Aufl.). Reading, Mass.: Addison Wesley, Longman, 1998.
M. Dahm: Grundlagen der Mensch-Maschine-Interaktion, Pearson Studium, 2006.
Jurafsky & Martin: Speech and Language Processing, Prentice Hall, 2000.
Reed: Cognition (5. Aufl.), Wadsworth, 1999.

Übungen zu Mensch-Maschine-Kommunikation

Beleg-Nr.: 392102
Veranstalter: Julia Tolksdorf B.Sc.
Beginn: April 2009

Agentensysteme

Beleg-Nr.: 392103
Veranstalter: Prof. Dr. Ipke Wachsmuth, Dipl.-Inform. Alexa Breuing
Beginn: Do 16.4.2009, 14-16, T2-204

Inhalt, Kommentar:

Im Bereich der Künstlichen Intelligenz spielen sowohl Softwareagenten als auch Multiagentensysteme eine wichtige Rolle. Erstere stellen ein flexibles Softwaredesign- Paradigma dar, welches im Rahmen der Verteilten Künstlichen Intelligenz (VKI) Anwendung findet. Durch Multiagentensysteme fanden Konzepte der kollektiven Intelligenz und der Entstehung von Strukturen durch Interaktion Eingang in die Informatik. Agentensysteme sind eine weit über die Künstliche Intelligenz hinaus bekannt gewordene Technik, mit der sich Probleme verteilt durch mehrere eingenständige Einheiten lösen lassen, die kooperieren oder im Wettbewerb zueinander stehen. In diesem Seminar wird zunächst das Konzept eines Agenten und die damit verbundenen Eigenschaften und Anforderungen vermittelt. Darauf aufbauend wird betrachtet, wie man einen intelligenten Agenten konstruieren und implementieren kann, wobei verschiedene Architekturansätze untersucht und diskutiert werden. Im zweiten Teil des Seminars geht es darum, wie man es erreichen kann, dass mehrere Agenten miteinander kommunizieren, effektiv kooperieren und dadurch gemeinsam Probleme lösen. Der letzte Teil des Seminars beschäftigt sich mit der Methodik und den Anwendungsgebieten der Agentensysteme und präsentiert zudem einige Anwendungsbeispiele. Die Thematik wird anhand des aktuellen Buches Wooldridge: "Introduction to MultiAgent Systems" aufgearbeitet. Der Lernstoff soll in Form von Vorträgen der Teilnehmer/innen präsentiert und diskutiert werden und richtet sich an Studierende der Bachelor- und Masterstudiengänge (s. Fachzuordnungen).

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse:

Explizite Vorkenntnisse werden nicht verlangt, erwünscht ist allerdings ein aktives Interesse an der Thematik der Künstlichen Intelligenz, weshalb die Kenntnis des Stoffes der Vorlesung "Methoden der KI" vorteilhaft ist. Der Lernstoff soll in Form von Vorträgen der Teilnehmer/innen präsentiert und diskutiert werden.

Literaturangaben:

Michael Wooldridge, Introduction to MultiAgent Systems, John Wiley and Sons, 2002.

Externe Kommentarseite

Multiagentensysteme - Eine praktische Einführung"

Beleg-Nr.: 392104
Veranstalter: Prof. Dr. Ipke Wachsmuth, Dipl.-Inform. Nhung Nguyen, Dipl.-Inform. Hana Boukricha
Beginn:Fr 17. April 2009, 14-16, C01-277/281

Inhalt, Kommentar:

In diesem Seminar sollen die Teilnehmer erste praktische Erfahrungen auf dem Gebiet der Multiagentensysteme sammeln können. Wir beginnen mit Agenten, die auf einfachen reativen Systemen basieren, in einer virtuellen Welt leben und sowohl mit dieser als auch miteinander interagieren. Schritt für Schritt werden dann komplexere Agentenarchitekturen erarbeitet und implementiert, um den Ansprüchen immer komplexerer Umgebungen gerecht werden zu können.

Wir lernen auch etwas 3D-Programmierung kennen, da angefangen bei Einzelagenten bis hin zu konkurrierenden Agententeams eine virtuelle 3D-Welt bevölkert wird. Die Welt ist an das "Mars Explorer Experiment" von Luc Steels angelehnt, wie es in "An Introduction to MultiAgent Systems" beschrieben wird. Abschließend werden wir ein Turnier aller Agententeams paarweise gegeneinander durchführen.

Literaturangaben:

Michael Wooldridge; Introductin to MultiAgent Systems, John Wiley and Sons Ltd, February 2002

Fortbewegen in Virtueller Realität

Beleg-Nr.: 392152
Veranstalter: Julia Tolksdorf B.Sc.,
Beginn: Mi, 8.4.09, 10-13h und Do 9.4.09, 10-13h, U2-232

Inhalt, Kommentar:

Im Bereich der Virtuellen Realität werden viele Ansätze zur Navigation verfolgt. Dazu gehört zum Beispiel das Bewegen mit Hilfe von optischen Trackingverfahren oder Joysticks. In diesem Projekt soll die Fortbewegung mit dem "Wii Fit Balance Board" implementiert und getestet werden. Der Einsatz dieser Low-cost Variante könnte ein einfaches und intuitives Fortbewegungsmittel in Virtuellen Realitäten darstellen.
In einem ersten Schritt müssen dafür die Daten des Wii Fit Boards ausgelesen und verarbeitet werden. Mit Hilfe dieser Daten soll dann die Fortbewegung in einer bereits vorhandenen Applikation realisiert werden. Des weiteren wäre es wünschenswert, eine eigene Applikation zu schreiben, die gut geeignet ist, um die Fortbewegung mit dem Board zu testen. Dafür könnte zum Beispiel eine Surf- oder Snowboardsimulation implementiert werden. Als virtuelle Umgebung stehen sowohl eine immersive Großflächenprojektion (CAVE), wie auch mehrere große Displays zur Verfügung. Zu Beginn der Veranstaltung wird es eine kurze Einführung in die Grundlagen der 3D Computergrafik, VR-Techniken, Tracking und C++ Programmierung geben. Danach soll das Projekt in der Gruppe in logische Teilbereiche gegliedert werden. Die Implementierung der einzelnen Teilbereiche erfolgt dann in Kleingruppen. Die genaue Zielsetzung findet in den ersten Treffen, je nach Größe und Zusammensetzung der Gruppe, statt. Dabei sind eigene Ideen gerne gesehen.

Scheinkriterien:

regelmäßige Teilnahme

aktive Mitarbeit im Gruppenprojekt

schriftliche Ausarbeitung und Abschlussdemo

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse:

Programmiererfahrungen in C++

Mathematische Grundkenntnisse der Linearen Algebra und Analysis (Basiswissen)

Grundlagen der Computergrafik sollten bekannt sein

Falls diese Kenntnisse nicht vorhanden sind und trotzdem Interesse besteht, wird die Bereitschaft zur zügigen Einarbeitung vorausgesetzt. Interessenten können sich für Informationen und Material diesbezüglich - gerne auch schon in den Semesterferien! - bei mir melden.

Design und Modellierungserfahrung erwünscht, aber nicht Pflicht

Interaktive Visualisierung Sozialer Netzwerke

Beleg-Nr.: 392158
Veranstalter: Dipl.-Inform. Thies Pfeiffer, Dipl.-Inform. Nikita Mattar
Beginn: Fr, 17.4.09, 10-12h, V4-106

Inhalt, Kommentar:

Ziel des Projektes ist es, für Soziale Netzwerke eine intelligente interaktive Visualisierung in einer immersiven 3D Virtual Reality Einrichtung (CAVE) zu realisieren. Dazu werden im Seminarteil Methoden und Techniken für die 3D Programmierung, für die Modellierung Sozialer Netzwerke und die Interaktionsverarbeitung erarbeitet. Im Projektteil soll dann eine entsprechende Anwendung entwickelt werden. Dabei kann auf bereits existierende Arbeiten vom Vorjahr aufgebaut werden. Teilaspekte können jeweils in Kleingruppen realisiert werden.

Scheinkriterien:

regelmäßige Teilnahme

aktive Mitarbeit im Gruppenprojekt

schriftliche Ausarbeitung und Abschlussdemo

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse:

Programmiererfahrungen in Java/C++

Mathematische Grundkenntnisse der Linearen Algebra und Analysis (Basiswissen)

Virtual Jamming - Musizieren in der Virtuellen Realität

Beleg-Nr.: 392159
Veranstalter: Dipl.-Inform. Thies Pfeiffer, Dipl.-Inform. Bernhard-Andreas Brüning
Beginn: Fr, 17.4.09, 14-16h

Inhalt, Kommentar:

In den Wohnzimmern haben einfache Simulationen von Musikinstrumenten in den letzten Jahren verstärkt Einzug gehalten. Insbesondere wurde dies durch spezielle Eingabegeräte, wie z.B. drucksensitiver Bodenmatten oder der WiiMote, begünstigt. In den meisten Fällen konzentriert sich die Interaktion dabei auf die Einhaltung eines bestimmten Rhythmus.

In diesem Projekt sollen verschiedene weiterführende Ideen entwickelt und exploriert werden. In der immersiven Virtuellen Realität, vermittelt durch die CAVE, können komplexere Instrumente visualisiert werden. Die umfangreiche Tracking-Ausstattung erlaubt dabei den Einbezug von Körperbewegungen für die Interaktion. Mit speziellen Handschuhen können selbst die Bewegungen einzelner Finger erfasst werden. Besonders interessant ist dabei die Möglichkeit, ein Feedback auf einzelne Finger zu geben und damit auch den Tastsinn mit einzubeziehen. Neben der Simulation von Instrumenten (visuell und auditiv) ist daher in der immersiven Installation ein besonderer Schwerpunkt in der zeitlichen und räumlichen Erfassung von Interaktionen.

Neben der CAVE gibt es auch die Möglichkeit, mehrere Personen vor großen Bildschirmen miteinander interagieren zu lassen, die in den Laboren in Bielefeld verteilt sind. Hier stehen einfache, robuste Interaktionsformen im Vordergrund. Die Herausforderung in diesem Szenario besteht insbesondere in der Koordination der verteilten Interaktion und der damit technisch bedingten Verzögerung.

Scheinkriterien:

regelmäßige Teilnahme

aktive Mitarbeit im Gruppenprojekt

schriftliche Ausarbeitung und Abschlussdemo

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse:

Programmiererfahrungen in Java/C++

Mathematische Grundkenntnisse der Linearen Algebra und Analysis (Basiswissen)

Arbeitsgemeinschaft Wissensbasierte Systeme

Beleg-Nr.: 392180
Veranstalter: Prof. Dr. Ipke Wachsmuth
Beginn: Mo 14-12, M4-126

Inhalt, Kommentar:

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 Wissensrepräsentation, Virtual Reality, wissensbasierte 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.

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Übersicht über die Lehrveranstaltungen der AG Wissensbasierte Systeme

Margret Barner, 2009-05-15