Roboter und KI / KI und Roboter

Vergangenheit – Zukunft – Gegenwart

Brauchen wir Roboter?

Aktuelle Einsatzgebiete

Mögliche Einsatzgebiete

Geplante Einsatzgebiete

Was ist ein Roboter?

Sensoren und Aktoren

Welt, Raum, Bewegung

Autonomie

Was hat ein Roboter mit KI zu tun?

Komplexe Weltwahrnehmung

Autonomes Verhalten

Lernen

Was ist ein Roboter?

Am realen Anfang:

1962: erste Indistrieroboter

1969: Unimate MarkII.

Roboterensatz in Japan in der Autolackiererei.

aufwendig

kräftig

dumm

schwer zu programmieren

Was ist ein Roboter?

Physik:

Aktoren/ Muskeln:

Servomotoren,

Schrittmotoren,

Pneumatik,

Hydraulik

Lampen

Lautsprecher

...

Was ist ein Roboter?

Physik:

Sensoren / Sinne:

Druck-,

Geräusch-,

Lichtsensoren,

Kameras,

Feuchtigkeitssensoren,

biochemische Sensoren

...

Was ist ein Roboter?

Physik:

Steuerung: Hirn

Controller: Kleinhirn

Basis-Steuerung der Aktoren mit sensor-Feedback.

Prozessor: Grosshirn.

Software: Planendes Vorgehen und Koordination.

Was ist ein Roboter?

Psychisch:

Ein (Software-)Agent:

Autonom

Proaktiv

Reaktiv

Sozial

Situativ

Was ist ein Roboter im KI-Sinn?

Physisch:

ein Roboter, und

Sehr autonom

mobil

+/- menschenähnlich

Im Idealfall würde ein

Turing-test nicht nur in der

Sprache, sondern auch in

Benehmen, Gestik und

Wahrnehmung bestanden.

Was ist ein Roboter im KI-Sinn?

Psychisch:

Ein Softwareagent:

Autonom

Proaktiv

Reaktiv

Sozial/kommunikativ

Situativ

mobil

„... we consider an agent to be an entity, such as a robot, with goals, actions, and domain knowledge,, situated in an environment. The way it acts is calles its „behaviour“. ...“

MultiAgentenSysteme

MAS: Systeme, in denen Softwareagenten koexistieren, Nachrichten austauschen, Aufgaben anbieten und erledigen können.

z.B.:

Virtuelle Marktplätze

Mailfilter

Komplexe Simulationen (SeSAm, Soccer)

Klassische Gruppenaufgaben, etwa Felder absuchen, ... - wobei hier die Aufteilung auch autonom vorgenommen wird.

Softwaretechnisch kann ein Agent als eine Forsetzung des Konzepts Objekt angesehen werden.

Forschung und Fortschritt

Fussball als Forschungsfeld:

Mitte der 1990er Jahre kam einigen forschern auf dem Gebiet Robotik die Idee, das eine Robot-Fussballmannschaft fast alle schweren Probleme der Robotik umfasst – und eventuell sehr motivierend ist.

1997: erste RoboterFussball-WM

Roboterfussball

1997: RoboCup I in Nagoya mit 40 teilnehmenden	Teams

[...]

2004: RoboCup VIII in Lissabon mit 346 Teams, zigtausende Zuschauer.

„By mid-21st century, a team of fully autonomous humanoid robot soccer players shall win the soccer game, comply with the official rule of the FIFA, against the winner of the most recent World Cup.“ [Kitano 1998]

Roboterfussball - Entwicklung

Ligen 1997:

Simulation League: reine Softwareageten spielen auf einem soccer server

Small Size: kleine, flinke Roboter auf Rollen werden von aussen gesteuert. Zentrale Kamera.

Medium Size: 40-80cm hohe, autonome Roboter auf Rollen mit eigenener Wahrnehmung spielen vier gegen vier auf relativ kleinem Feld.

Roboterfussball - Entwicklung

Ligen 1997:

Simulation League: reine Softwareageten spielen auf einem soccer server

Small Size: kleine, flinke Roboter auf Rollen werden von aussen gesteuert. Zentrale Kamera.

Medium Size: 40-80cm hohe, autonome Roboter auf Rollen mit eigenener Wahrnehmung spielen vier gegen vier auf relativ kleinem Feld.

Roboterfussball - Entwicklung

Ligen 1997:

Simulation League: reine Softwareageten spielen auf einem soccer server

Small Size: kleine, flinke Roboter auf Rollen werden von aussen gesteuert. Zentrale Kamera.

Medium Size: 40-80cm hohe, autonome Roboter auf Rollen mit eigenener Wahrnehmung spielen vier gegen vier auf relativ kleinem Feld.

Roboterfussball - Entwicklung

Ligen 2004: mehr als acht Ligen mit Untersparten, u.a.

Humanoid: 2 Arme und Beine

4legged: Sony Aibo-Hunde

Rescue: weniger autonom, aber realitätsnäher für Notfalleinsätze und Lebensrettung

Junior: für den Nachwuchs

Roboterfussball - Entwicklung

Ligen 2004: mehr als acht Ligen mit Untersparten, u.a.

Humanoid: 2 Arme und Beine

4legged: Sony Aibo-Hunde

Rescue: weniger autonom, aber realitätsnäher für Notfalleinsätze und Lebensrettung

Junior: für den Nachwuchs

Roboterfussball - Entwicklung

Wie erzielt man Fortschritt beim Robotbau:

Durch Regeländerungen, die das Spiel immer realistischer machen, wird Fortschritt erzwungen – z.B. Ersatz der harten Bande durch echte Auslinen, Erschweren der Orientierung durch weniger optische Fixpunkte etc.

Durch die Konkurrenz, natürlich

Die Simulationsliga ist schon sehr realistisch:

FIFA-Regeln,

gute Darstellung,

Berücksichtigung realer Einschränkungen im SoccerServer (Sichtweite, Erschöpfung, Ungenauigkeiten, ...)

u.a. Spielekommentator-Agent

Entwicklung Freiburg (WM2001)

1998 Hardware:

Plattform: Pioneer I: Serienmäßig produzierter Roboter Ergänzt um viele Hard- und Softwarekomponenten

Informationsverarbeitung: Toshiba Notebook Libretto 70 CT (Linux)

Wahrnehmung: Laserscanner Sick PLS 200 Videokamera + Cognachrome Vision System Sonar

Erweiterte Motorik: Selbstkonstruierte Schussvorrichtung, flexible Federn zur Ballführung

Kommunikation: Funk-LAN (einf.)

Entwicklung Freiburg (WM2001)

1998 Software:

Roboter berechnen lokales Weltmodell, aus der Fusion wird ein globales Weltmodell berechnet und abgeglichen.

Steuerung durch ein regelbasiertes System und einen Entscheidungsbaum

Statische Rollenverteilung: Torwart, 2 Verteidiger, 2 Angreifer

Bewegungsplanung mit einem erweiterten Sichtbarkeitsgraphen unter Annahmen von statischen Hindernissen

Entwicklung Freiburg (WM2001)

1999, Entwicklungen:

Handlungsplanung durch Verhaltensnetzwerke

Dynamische Rollenverteilung: Verteidiger, Mittelfeldspieler und Angreifer wird aus der eigenen Position und der Pos. der Mitspieler bestimmt.

Neuer Algorithmus zur Pfadberechnung mit Potenzialfeldern

Diverse Detailverbesserung an Hard- und Software zur besseren Weltwahrnehmung

Entwicklung Freiburg (WM2001)

2000:

Bessere Torwart-Hardware (Kamera, Pioneer DX-2)

Feldspieler mit besserer Schussvorrichtung und Ballverfolgung

Komplett neue Rollen: Fester Torwart, „Aktiver Spieler“, „Strategischer Spieler“ (defensiv), „Unterstützender Spieler“ (Anspielbar oder defensiv helfend)

Mehr Aktionsvarianen

Dietmar Lammers

2004-11-21T11:30:19