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Technische Aspekte Multimodaler Systeme
Daniel Westhoffwesthoff@informatik.uni-hamburg.de
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Proseminar:
Roboter & Aktivmedien
ProseminarProseminar
Roboter & AktivmedienRoboter & Aktivmedien
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Roboter & Aktivmedien
VeranstalterVeranstalter
• Prof. Jianwei Zhang
zhang@informatik.uni-hamburg.de
• Bernd Rössler
roessler@informatik.uni-hamburg.de
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Roboter & Aktivmedien
TerminTermin
Mittwochs 14:00 – 16:00 Uhr (c.t.)
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Das heutige ProgrammDas heutige Programm
• Motivation des Proseminars:
Kurzeinführung in die Robotik, die Aktivmedien und deren Besonderheiten
• Einführung in die Seminararbeit:
Nutzen des Seminars, Zeitplan, organisatorischer Ablauf, Vortrag, Ausarbeitung
• Themenvergabe
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Roboter & Aktivmedien
Einführung in die Welt der RobotikEinführung in die Welt der Robotik
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Entwicklung der RechenleistungEntwicklung der Rechenleistung
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Roboter & Aktivmedien
Entwicklung der RobotikEntwicklung der Robotik
1950 1970 1990 2010 2030
Grossrechner Workstation Personal Computer Ubiquitous Computing
Computer:
Roboter:
Industrieroboter Service-Roboter Personal Robot
?
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Roboter & Aktivmedien
SensorikSensorik
• Wichtig für die Entwicklung der Robotik
– Abstands- und Positionssensoren– Taktile Sensoren– Spracherkennung– Kameras und Bildverarbeitung– …
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Beispiel: PanoramabilderBeispiel: Panoramabilder
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Fortschritte in der HardwareFortschritte in der Hardware
• Miniaturisierung:– Motoren– Sensoren– Computer
• Energie-Management: – mobile Roboter– Weltraum-Robotik
• Neue Materialien:– Kohlefaser– Keramiken
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Miniaturisierung_der ElektronikMiniaturisierung_der Elektronik
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RegelverfahrenRegelverfahren
• Schnellere Regelung durch schnellere Computer• Fuzzy-Systeme• Neuronale Netze• Nicht-lineare Regelung• Verhaltensorientierte Regelung
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RegelverfahrenRegelverfahren
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InteraktionInteraktion
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KommunikationKommunikation
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BlickrichtungBlickrichtung
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Die ChanceDie Chance• Viele “intelligente Geräte” verfügen über Sensoren und Aktuatoren, aber ihre Funktionen ändern sich kaum.
• Robotik ist die Wissenschaft, die Perzeption und Aktion intelligent verbindet.
• Vorhanden sind billige Rechenleistung, physikalische Sensoren und Aktuatoren sowie exponentielles Wachstum des Wissens!
• Die Herausforderung ist die Erweiterung des Robotikbereiches:
• Neue Anwendungsfelder für Roboter• Neue Typen von Robotern• Neue Roboter-Intelligenz
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HumanoidsHumanoids
Robodex2002_Sony_SDR4X_Humanoid_Robot.mov
Robodex_Honda_ASIMO.mov
Sony_SDR4X_Humanoid_Robot.mov
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Roboter & Aktivmedien
Sony SDR-4Sony SDR-4
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Personal RobotsPersonal Robots
Wichtigste Eigenschaften:
– Menschenzentrierte Entwicklung– Wissen über Menschen– Einfache Bedienung, auch für naive Benutzer– Serviceroboter als erste Stufe
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Roboter & Aktivmedien
Anwendungsfelder für Personal RobotsAnwendungsfelder für Personal Robots
• Telepräsenz• Heimhilfe• Arbeitsassistent• Edutainment
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Telepräsenz: Roboter als MediumTelepräsenz: Roboter als Medium
• Evolution der Medien:Druck Film Radio TV Multimedia-PC Robotik
• Robotik als Medium stimuliert alle Wahrnehmungsformen.
• Sie unterstützt echte physikalische Interaktion.
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Heimhilfe: PflegeszenarioHeimhilfe: Pflegeszenario
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ZeigegestenZeigegesten
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PflegeroboterPflegeroboter
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Edutainment: RoboCupEdutainment: RoboCup
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Zukünftige PlattformentwicklungZukünftige Plattformentwicklung
• Modularisierung• Niedriger Energieverbrauch• Physikalische Weichheit:
alternativen Substanzen, z.B. Künstlicher Muskeln
• Funktionale Weichheit:Möglichkeit für Korrektur und neue Planung
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Einführung in die SeminararbeitEinführung in die Seminararbeit
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Nutzen des SeminarsNutzen des Seminars
• Fachbezogen– Einblick in aktuelle Forschung der Robotik– Vertiefung von Fachwissen
• Fachübergreifend– Selbständiges Arbeiten– Schriftliche Ausdrucksfähigkeit– Mündliche Ausdrucksfähigkeit
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AblaufAblauf
• Heute: Themenvorstellung und –vergabe
• Nächste Woche: Einführung in die Vortragstechnik und das wissenschaftliche Schreiben
• Wöchentliche Treffen: Vortrag und Diskussion
• Selbstständige Arbeit: Literaturrecherche, schriftliche Ausarbeitung, Vortrag
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VortragVortrag
• Dauer: 45-60 Min + Diskussion• Vorstellung der Kernpunkte des Themas• Vortrag üben (mit Zeitüberwachung)• Feedback über Vortragsstil• Spätestens 2 Wochen früher die Gliederung
beim Betreuer vorlegen• Spätestens 1 Wochen früher den
Vortragsentwurf beim Betreuer vorlegen
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FeedbackFeedback
• Struktur (Einleitung, logischer Aufbau, Qualität der Folien, Aufmerksamkeit)
• Sprache (angemessene Lautstärke, angemessene Geschwindigkeit, abwechselungsreiche Betonung)
• Nonverbaler Eindruck (Haltung, Augenkontakt, unterstützende Gesten)
• Allgeminer Eindruck (selbstsicheres Auftreten, klare Darstellung, Beantwortung von Fragen)
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AusarbeitungAusarbeitung
• Gute Strukturierung (Zusammenfassung, Einführung, ..., Fazit)
• Texte und Bilder• Länge der gedruckten Version: ca. 15-20 Seiten• Abgabetermin (Ausarbeitung + Vortrag):
wird noch bekannt gegeben• Abgabe in elektronischer Form per Email an den
Betreuer
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Web-SeiteWeb-Seite
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/lehre/ws2003/proseminar/roboter_aktivmedien
/
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ThemenvorschlägeThemenvorschläge
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Mögliche ThemenMögliche Themen
• Grundlagen der Robotik: Modellierung geometrischer Beziehungen• Grundlagen der Robotik: Sensorik und Aktorik• Theorie lernender Roboter• Verhaltensorientierte Robotik• Navigation mobiler Roboter• Laufmaschinen und humanoide Roboter• Aktive Schnittstellen• Agenten Systeme• Mensch-Maschine Interaktion• E-Learning