Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Vorlesung und Übung sind für Studierende im Hauptstudium gedacht, die schon über Grundkenntnisse in formaler Logik verfügen.
Inhalt/Kommentar:
Die Künstliche Intelligenz (KI) befasst sich mit der Konstruktion von informationsverarbeitenden Systemen, die kognitive Leistungen modellieren und in technischen Anwendungen verwerten. Ihre theoretischen Grundlagen entstammen u.a. auch der Linguistik und der Psychologie. Ziel der KI-Ausbildung innerhalb der Informatik ist die Vermittlung von grundlegenden Konzepten und Methoden begrifflicher Informationsverarbeitung unter Betonung des interdisziplinären Charakters der KI.
Was sind Methoden der KI? Hier werden Wege aufgezeigt, wie man mit symbolverarbeitenden Computerprogrammen Schlussfolgerungen aus Annahmen ziehen kann, wie man mit Maschinen kommunizieren kann, wie man Planungs- und Entscheidungsprozesse modellieren kann, wie man überhaupt Datenstrukturen zur Darstellung von Wissen maschinenverarbeitbar anlegen kann. Wer Methoden der KI nicht nur theoretisch verstehen, sondern auch praktisch beherrschen lernen will, findet in den Übungen zur Vorlesung eine wesentliche Ergänzung.
Literatur:
(unter anderem; genauere Hinweise in der Vorlesung):
Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Kenntnisse in
oder Bereitschaft zur Einarbeitung in diese Themen.
Inhalt/Kommentar:
Dieses Vorlesung gibt eine praxisnahe Einführung in Programmiertechniken für interaktive Virtual-Reality Anwendungen. Dabei wird Wissen über grundlegende Konzepte der VR-Programmierung vermittelt, etwa zur Modellierung und Animation virtueller Szenen mit speziellen Komponenten für Szenengraphbasierte Schnittstellen, zu verschiedenen View-Spezifikationen für passive und aktive (benutzer-zentrierte stereoskopische) Projektionen und zur Einbindung benötigter Funktionen in den Simulations- und Visualisierungsprozess. Zusätzlich werden verschiedene Interaktionsmöglichkeiten mit und in den virtuellen Szenen behandelt. Beispiele der vermittelten Konzepte basieren auf den APIs OpenGL, VRML97, Open Inventor und Performer bzw. der VR-Plattform AVANGO (GMD).
Begleitende Übungen setzen das Erlernte praxisnah um. Die Entwicklung und Erprobung erfolgt wenn möglich auf handelsüblichen Grafikrechnern oder - mit begrenzter Teilnehmerkapazität - auf den Grafikworkstations im VR-Labor der AG WBS auf M4 und den dort vorhandenen Großbildprojektionssystemen und Spezialgeräten. Als Programmiersprachen werden C/C++ und Scheme Anwendung finden.
Methoden der Mensch-Maschine-Kommunikation
Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Durch den Einzug des Computers in den Arbeitsalltag und Heimbereich spielen die Schnittstellen zur Kommunikation zwischen Maschine und Benutzer eine immer größere Rolle. Gefragt sind Anwendungen, die einfach zu bedienen sind, geringe Einarbeitungszeit erfordern und die Produktivität erhöhen. Neben den zunehmenden technologischen Möglichkeiten, die sich etwa in der - häufig verwirrenden - Funktionsvielfalt heutiger Anwendungen niederschlagen, muss der Faktor Mensch, mit seinen Fähigkeiten und Beschränkungen, bei der Gestaltung von Schnittstellen berücksichtigt werden.
Die Vorlesung vermittelt Grundlagen und Techniken der Mensch-Maschine-Kommunikation. Diese umfassen relevante Aspekte der Wahrnehmung und Informationsverarbeitung beim Menschen, Theorien und Modelle für interaktive Systeme, die Gestaltung von Benutzerschnittstellen, Interaktionstechniken und -geräte sowie Methoden zur Entwicklung und Evaluation von Schnittstellen. Der Inhalt orientiert sich an den u.g. Lehrbüchern. Die Vorlesung wird durch Übungen begleitet, die teilweise am Rechner stattfinden und den Lehrstoff von der praktischen Seite vertiefen und ergänzen. Zur Teilnahme an den Übungen werden Grundkenntnisse der Programmiersprache Java und der "Swing" GUI-Bibliothek vorausgesetzt. Letztere können im Rahmen eines GZI-Kurses zu Beginn des Semesters erworben werden.
Literatur:
Literatur:
Die in der Veranstaltung besprochenen Normen und Papiere werden verteilt.Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Das Seminar ist als Ergänzung zur Vorlesung "Methoden der KI" gedacht und richtet sich an Studierende im Hauptstudium. Eine Teilnehmerliste hängt ab September in M4-122 aus. Es wird gebeten, sich dort vor Beginn des Semesters einzutragen. Ab diesem Zeitpunkt wird auch eine Webseite mit Themenvorschlägen und ersten Literaturhinweisen eingerichtet.
Inhalt/Kommentar:
Unter intelligenten Algorithmen versteht man in der KI Verfahren, die gezielt Heuristiken einsetzen, um Probleme zu lösen, die ansonsten nur mit unverhältnismäßigen Aufwand (nicht effizienter als in exponentieller Zeit) vollständig lösbar wären. In diesem Seminar soll zunächst der Begriff der Problemkomplexität (P/NP) eingeführt werden. Anhand von ausgewählten Problemen (z.B. dem Traveling-Salesman-Problem aus dem Bereich Planen und Suchen, dem Subgraph-Matching aus der Graphentheorie und einem Problem aus der Spieltheorie) werden verschiedene algorithmische Lösungsansätze in Form ausgearbeiteter Vorträge vorgestellt. Dabei sollen verschiedene Ansätze wie z.B. heuristische Suchverfahren oder genetische Algorithmen erarbeitet, miteinander verglichen und auf ihre Anwendbarkeit für das konkrete Problem evaluiert werden. Auf Wunsch können ausgewählte Verfahren auch praktisch erarbeitet, implementiert und im Plenum demonstriert werden.
Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Das Seminar richtet sich an Studierende, die sich für die Modellierung ärztlicher Wissensverarbeitungsprozesse interessieren und Anwendungen in der wissensbasierten medizinischen Entscheidungsunterstützung suchen. Medizinische Vorkenntnisse sind nicht erforderlich.
Inhalt/Kommentar:
Für die medizinische Beurteilung der Erkrankung eines Patienten ist der individuelle Verlauf entscheidend sowie der Vergleich mit anderen analogen Verläufen. Die zeitliche Einordnung von Symptomen und Befunden in einen Krankheitsverlauf ist in der klinischen Praxis ein wesentlicher Schritt zur richtigen Diagnose und Therapie. In der Veranstaltung werden Methoden der Zeitrepräsentation und des zeitlichen Schließens besprochen, mit denen sich dieser wichtige Aspekt der ärztlichen Wissensverarbeitung modellieren läßt. Das Seminar richtet sich an Studierende, die sich für die Modellierung ärztlicher Wissensverarbeitungsprozesse interessieren und Anwendungen in der wissensbasierten medizinischen Entscheidungsunterstützung suchen. Medizinische Vorkenntnisse sind nicht erforderlich. Die Bereitschaft zu kurzen Literaturrecherchen ist erwünscht.
Literatur:
Physikalisch-basierte Körperanimation für humanoide Figuren (Projekt)
Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Das Projekt wird aus dem Sommersemester fortgeführt. Es können keine neuen Teilnehmer aufgenommen werden.
Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Das Projekt wird aus dem Sommersemester fortgeführt. Es können keine neuen Teilnehmer aufgenommen werden.
Das Projektes richtet sich an alle Studierenden, die ihre Kenntnisse in relevanten Bereichen wie 3D Computergraphik, Präsentationsagenten und Dialogsysteme vertiefen möchten sowie aktiv an praktischen Umsetzungen mitarbeiten wollen, bzw. einen Einstieg in eine Diplomarbeit in diesen Themenstellungen suchen.
Inhalt/Kommentar:
Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines interaktiven 3D Agenten, der mittels Sprache und Gestik durch multimedial aufbereitete Präsentationen führen kann. Als Hardware-Plattform kommt dabei eine mobile VR-Einheit zum Einsatz, als Eingabegerät soll u.a. ein Laserpointer verwendet werden. Das Projekt setzt auf dem in der AG WBS entwickelten virtuellen Agenten Max auf, dessen verbales und nonverbales Verhalten beliebig animierbar ist. Die Projektarbeiten betreffen u.a. folgende Bereiche:
* Eingabeverarbeitung: Die Position des Laserpointers auf dem Projektionsschirm ist per Kamera zu erfassen. Darauf aufsetzend sollen einfache "Gesten" wie längeres Verweilen an einem Punkt oder kreisförmige Pointerbewegungen erkannt werden.
* Präsentations-, Dialog-, und Verhaltensplanung: Hier soll zunächst ein Markup-basiertes Repräsentationsformat für interaktive Präsentationen entworfen werden. In diesem Format sind dann die eigentlichen Präsentationsinhalte sowie Möglichkeiten zur Navigation in diesen Inhalten zu modellieren. Zudem soll der Agent auch dann interessantes Verhalten zeigen, wenn er gerade nicht in Präsentationsaufgaben involviert ist. Dazu soll ein einfaches motivationales System, ähnlich der "Flur-Max" Installation auf M4, eingebunden werden.
* 3D-Computeranimation und technische Realisierung multimedialer Präsentationen: Arbeiten in diesem Themenkomplex betreffen z.B. das Design der virtuellen Umgebung, die Entwicklung von Animationssequenzen für Max sowie Einbindung von Video in die virtuelle Umgebung.
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AG Wissensbasierte SystemeMargret Barner, 2004-01-28