AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar:

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1 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 1 Proseminar Roboter & Aktivmedien

2 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 2 Veranstalter Prof. Jianwei Zhang zhang@informatik.uni-hamburg.de Bernd Rössler roessler@informatik.uni-hamburg.de

3 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 3 Termin Mittwochs 14:00 – 16:00 Uhr (c.t.)

4 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 4 Das 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

5 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 5 Einführung in die Welt der Robotik

6 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 6 Entwicklung der Rechenleistung

7 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 7 Entwicklung der Robotik 19501970199020102030 GrossrechnerWorkstationPersonal ComputerUbiquitous Computing Computer: Roboter: IndustrieroboterService-RoboterPersonal Robot ?

8 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 8 Sensorik Wichtig für die Entwicklung der Robotik –Abstands- und Positionssensoren –Taktile Sensoren –Spracherkennung –Kameras und Bildverarbeitung –…

9 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 9 Beispiel: Panoramabilder

10 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 10 Fortschritte in der Hardware Miniaturisierung: – Motoren – Sensoren – Computer Energie-Management: –mobile Roboter –Weltraum-Robotik Neue Materialien: –Kohlefaser –Keramiken

11 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 11 Miniaturisierung_der Elektronik

12 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 12 Regelverfahren Schnellere Regelung durch schnellere Computer Fuzzy-Systeme Neuronale Netze Nicht-lineare Regelung Verhaltensorientierte Regelung

13 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 13 Regelverfahren

14 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 14 Interaktion

15 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 15 Kommunikation

16 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 16 Blickrichtung

17 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 17 Die 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

18 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 18 Humanoids

19 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 19 Sony SDR-4

20 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 20 Personal Robots Wichtigste Eigenschaften: –Menschenzentrierte Entwicklung –Wissen über Menschen –Einfache Bedienung, auch für naive Benutzer –Serviceroboter als erste Stufe

21 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 21

22 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 22 Anwendungsfelder für Personal Robots Telepräsenz Heimhilfe Arbeitsassistent Edutainment

23 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 23 Telepräsenz: Roboter als Medium Evolution der Medien: Druck  Film  Radio  TV  Multimedia-PC  Robotik Robotik als Medium stimuliert alle Wahrnehmungsformen. Sie unterstützt echte physikalische Interaktion.

24 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 24 Heimhilfe: Pflegeszenario

25 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 25 Zeigegesten

26 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 26 Pflegeroboter

27 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 27 Edutainment: RoboCup

28 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 28 Zukünftige Plattformentwicklung Modularisierung Niedriger Energieverbrauch Physikalische Weichheit: alternativen Substanzen, z.B. Künstlicher Muskeln Funktionale Weichheit: Möglichkeit für Korrektur und neue Planung

29 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 29 Einführung in die Seminararbeit

30 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 30 Nutzen des Seminars Fachbezogen –Einblick in aktuelle Forschung der Robotik –Vertiefung von Fachwissen Fachübergreifend –Selbständiges Arbeiten –Schriftliche Ausdrucksfähigkeit –Mündliche Ausdrucksfähigkeit

31 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 31 Ablauf 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

32 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 32 Vortrag 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

33 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 33 Feedback 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)

34 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 34 Ausarbeitung 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

35 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 35 Web-Seite http://tams-www.informatik.uni- hamburg.de/lehre/ws2003/proseminar/roboter_aktivmedien /

36 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 36 Themenvorschläge

37 AB TAMS Technische Aspekte Multimodaler Systeme Daniel Westhoff westhoff@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg Fachbereich Informatik Proseminar: Roboter & Aktivmedien 11.06.2015 37 Mögliche 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