Lehre der AG Wissensbasierte Systeme im Sommersemester 2012

Aktuelle Informationen werden im digitalen Semesterapparat bekannt gegeben.

Agentensysteme

Beleg-Nr.: 392103
Veranstalter: Alexa Breuing, Nikita Mattar
Beginn: Do 5.4.2012, 12-14
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 eigenständige 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).
Scheinkriterien:
Regelmäßige Teilnahme, Vorbereiten und Halten eines Vortrags, schriftlicher Abschlusstest.
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.

Agentensysteme - Eine praktische Einführung

Beleg-Nr.: 392104
Veranstalter: Nhung Nguyen, Hana Boukricha, Ipke Wachsmuth, Nikita Mattar
Beginn: Di, 3. April 2011, 10-12, C01-277
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 reaktiven 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, Introduction to MultiAgent Systems, John Wiley and Sons Ltd, February 2002

Virtuelle Realität

Beleg-Nr.: 392168
Veranstalter: Thies Pfeiffer
Beginn: n.V.
Inhalt, Kommentar:
Im Projekt Virtuelle Realität werden die Inhalte aus der Vorlesung durch praktische Übungen vertieft.
Das Vorgehen im Projekt orientiert sich am Prozess der wissenschaftlichen Forschung. Zu Beginn werden mit allen Teilnehmern aktuelle Forschungsthemen und Fragestellungen diskutiert. Je nach Anzahl der Teilnehmer werden dann Interessengruppen gebildet, die sich intensiv mit einem der Themen auseinandersetzen, einen eigenen Ansatz entwickeln und diesen in einer immersiven VR-Installation umsetzen. Eine kleine angeleitete Evaluation schließt den methodischen Teil ab.
Im Rahmen des Projektes können sich eventuell Gruppen aus den verschiedenen Vorlesungen ergänzen. Während Teilnehmer der Vorlesung Virtuelle Realität sich um die technische Umsetzung kümmern und die gemeinsam entwickelten Ideen in der CAVE umsetzen, entwickeln die Teilnehmer aus der Vorlesung Mensch-Maschine Interaktion das Interaktionskonzept und führen eine iterative Evaluation durch.
Im Anschluss an die praktischen Arbeiten wird ein Abschlussbericht erstellt. Dieser ist in Form einer Einreichung beim deutschen Workshop für Virtuelle und Erweiterte Realität der Gesellschaft für Informatik geplant. Die Teilnehmer lernen dabei etwas über die Strukturierung und Formulierung wissenschaftlicher Arbeiten und haben die Chance, bei einer Annahme in der Gruppe zusammen zum Workshop zu fahren (Tagungsbeitrag in der Regel frei, Unterkunft und Fahrt müssen selbst finanziert werden) und den Beitrag zu präsentieren.
Im Anschluss an das Projekt ergeben sich in der Regel einige Vertiefungsmöglichkeiten, die als Themen zum direkten Anschluss einer Bachelor- oder Masterarbeit genutzt werden können.

Notwendige (Teilnahme-)Voraussetzungen (siehe FsB), empfohlene Vorkenntnisse:
Algorithmen und Datenstrukturen bzw. Entwicklung und Gestaltung Internet-basierter Anwendungen
Vorlesung Virtuelle Realität oder Mensch-Maschine Interaktion
Teilnahme an den Übungen zur Vorlesung Virtuelle Realität wird dringend empfohlen
Konkretisierung der Anforderungen:
Praktische Arbeit im Projekt (Entwurf, Programmierung und Evaluation von Benutzerschnittstellen in der Virtuellen Realität) schriftliche Ausarbeitung (10 bis 15 Seiten, unbenotet)

Arbeitsgemeinschaft Wissensbasierte Systeme

Beleg-Nr.: 392180
Veranstalter: Ipke Wachsmuth
Beginn: Mi, 4.4.2012, 14-16, 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 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.

Anleitung zu wissenschaftlichem Arbeiten

Beleg-Nr.: 392204
Veranstalter: Ipke Wachsmuth
Beginn: n.V.

Evolutionäre Algorithmen

Beleg-Nr.: 392256
Veranstalter: Benjamin Inden
Beginn: Di 3.4.2012, 10-12
Inhalt, Kommentar
Evolutionäre Algorithmen sind Optimierungsverfahren, die von Evolutionsprozessen in der Natur inspiriert sind. Sie sind nicht unbedingt sehr schnell, aber robust und können gut bei Problemen eingesetzt werden, über deren Eigenschaften wenig bekannt ist. Sie werden heute z.B. eingesetzt zur Optimierung des Luftwiderstands von Bauteilen, zum Design elektronischer Schaltungen, im Rahmen der Forschung zum Künstlichen Leben und bei Optimierungsproblemen in der Bioinformatik.
Inhalte der Vorlesung:

Natürliche Evolutionsprozesse als Inspiration für evolutionäre Algorithmen
Einführung und Vergleich verschiedener grundlegender evolutionärer Algorithmen (genetische Algorithmen, Evolutionsstrategien, ...) und ähnlicher Algorithmen, die vom Phänomen der Schwarmintelligenz inspiriert sind (Ameisenkolonie-Optimierung, Schwarmalgorithmen, ...)
Untersuchung verschiedener Mutations- und Rekombinationsoperatoren sowie Selektionstechniken
Theoretische Analyse evolutionärer Algorithmen: Modellierung als Markovprozess, Fitnesslandschaften, Schema-Theorem, No free lunch-Theorem
Systematische Ansätze zur Parametereinstellung bei evolutionären Algorithmen
Visualisierung des Evolutionsprozesses
Vorgehensweise bei praktischer Anwendung evolutionärer Algorithmen
Inhalte der Übungen:

Eigene Implementation einfacher evolutionärer Algorithmen
Bearbeiten eines Anwendungsproblems mithilfe eines Softwarepakets für evolutionäre Algorithmen (z.B. EvA2, http://ra.cs.uni-tuebingen.de/software/EvA2/)
Vergleich verschiedener Algorithmen und Parametereinstellungen mithilfe von Standard-Softwarepaketen, Auswertung der Experimente.
Die Einrichtung eines Moduls "Künstliche Evolution", in dessen Rahmen im nächsten Semester ein Praktikum "Evolutionäre Algorithmen in Virtuellen Welten" angeboten werden soll, wird angestrebt. Im Rahmen dieser Vorlesung/Übung erworbenen Punkte könnten dann auf das Modul angerechnet werden.
Notwendige (Teilnahme-)Voraussetzungen (siehe FsB), empfohlene Vorkenntnisse:

Grundkenntnisse in Algorithmen und Datenstrukturen
Grundkenntnisse der Programmierung in C, C++ oder Java
Grundlegende Vertrautheit mit mathematischer Notation (normalerweise werden die Konzepte aber eher intuitiv und praktisch eingeführt)
Zugang zu einem Computer, auf dem die benötigten Programme installiert werden können.
Konkretisierung der Anforderungen:
Portfolio aus Übungsaufgaben (Bestehensgrenze 50% der erreichbaren Punkte) und Abschlussklausur (90 min.). Die Übungsaufgaben im Rahmen des Portfolios werden 14-tägig ausgegeben. Die Abschlussklausur bezieht sich auf den Stoff der Vorlesung und der Übung.
Literaturangaben:
Die Vorlesung basiert größtenteils auf dem Buch "Evolutionäre Algorithmen" von Carsten Weicker (Teubner-Verlag, 2. Auflage 2007), das aus dem Netz der Universität Bielefeld kostenlos unter http://www.springerlink.com/books heruntergeladen werden kann.

Üœbungen zu Evolutionäre Algorithmen

Beleg-Nr.: 392257
Veranstalter: Benjamin Inden
Beginn: Fr 13.4.2012, 14-16

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Margret Barner, 2012-02-09