Module 39-M-Inf-AIS Architecture of Intelligent Systems

Im Seminar lernen die Studierenden ein Spektrum aktueller Ansätze kennen, um zum Stand der aktuellen Forschung in diesem Gebiet aufzuschließen. Die kritische Auseinandersetzung mit theoretischen Ansätzen wird in den Diskussionen vermittelt sowie durch die praktische Umsetzung eines der vorgestellten Konzepte auf einer humanoiden Roboterplattform vertieft. Komplementäre Kompetenzen im wissenschaftlichen Schreiben werden beim Anfertigen einer Ausarbeitung sowie der technischen Dokumentation im Projektteil aufgebaut.

Neben der Bereitstellung leistungsfähiger funktionaler Komponenten wie Bildverarbeitungsalgorithmen oder Dialogmodellen, stellt die Integration dieser Komponenten zu einem intelligenten System im Rahmen einer skalierbaren Architektur, insbesondere in der Robotik, eine große Herausforderung dar. Neben der technischen Verknüpfung einer Vielzahl von Komponenten in einem oftmals heterogenen, verteilten Computersystem, evtl. mit Anbindung an eingebettete Systeme, stellen sich Fragen der funktionalen Integration: Mit Unsicherheiten behaftete, teilweise widersprüchliche Perzeptionsergebnisse müssen fusioniert werden, Aktionen ausgewählt, Bewegungen unter Berücksichtigung der Sensorik geplant und für die Aktuatorik des Systems arbitriert werden. Eine Historie der internen Zustände sowie der Wahrnehmung der externen Welt muss verwaltet werden.
Ziel dieses Moduls ist die Sensibilisierung fuer die oben genannten Problemstellungen sowie die Vermittlung ausgewählter Lösungsansätze zur Integration komplexer intelligenter Systeme. Hierbei gibt der Seminarteil einen einführenden Überblick in die Thematik anhand aktueller wissenschaftlicher Arbeiten. Insbesondere im Bereich der funktionalen Integration stammen viele der Ansätze aus der Schnittfläche von Informatik, Biologie, Linguistik, Psychologie und Philosophie. Konkrete Teilthemen sind Symbolsysteme, Konnektionismus, Dynamische Systeme, Artificial Life, Embodiment, reaktive Systeme, verhaltensorientierte Koordination und hybride Systeme. Für die technische Integration werden ausgewählte
Middleware-Konzepte euer verteilte Systeme und die Rolle von Methoden des Software Engineering im Bereich intelligenter Systeme diskutiert.
Das im Seminarteil erarbeitete Wissen wird anschließend in einem Programmierprojekt auf dem Roboter "Nao" vertieft, der u.a. als RoboCup-Soccer Standardplattform etabliert ist und den Studierenden damit die Übertragbarkeit theoretischen Wissens auf eine weit verbreitete Forschungsplattform erlaubt. Im Projektteil werden in Gruppenarbeit ausgewählte Aspekte implementiert, getestet und in ein Robotikszenario
eingebettet. Das Projekt wird mit einer intensiven Blockwoche und anschließender Endpräsentation abgeschlossen.

Kenntnisse der englischen Sprache zum Verständnis der Literatur sowie Programmierkenntnisse in Java, C++ oder Python für das Programmierprojekt.

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