Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

BACS haucht Robotern Wahrnehmung ein

14.07.2006
Europäisches Forscherteam will Robotersysteme entscheidungsfreudiger machen

Das Tübinger Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik ist Partner in dem bis 2010 laufenden Integrierten Forschungsprojekt BACS (Bayesian Approach to Cognitive Systems), das durch die Europäische Kommission mit 7,5 Mio. Euro gefördert wird. In diesem Projekt untersuchen Forscher, inwieweit das Bayes Theorem auch auf künstliche Wahrnehmungssysteme anwendbar ist, die komplexe Aufgaben in natürlicher Umgebung übernehmen. Das Bayes Theorem ist Grundlage für rationales Urteilsvermögen, wenn nur unsichere und unvollständige Informationen verfügbar sind.


Menschen und Roboter agieren in gemeinsamer Umgebung. Das Bayes Theorem hilft die Wahrnehmung von Lebewesen besser zu verstehen und optimale künstliche Wahrnehmungssysteme zu realisieren. Bild: BACS

Wir sitzen im Fußballstadion und entdecken dort in der 10. Reihe unseren Nachbarn. Wir erkennen ihn mühelos, obwohl er nur Sonnenbrille und Cap in seinen Clubfarben trägt. Solche Erkennungsprozesse funktionieren dadurch, dass unser Gehirn die Information von unseren Sinnesorganen aufnimmt und in einer hochkomplexen Wahrnehmungsleistung verarbeitet. Das Einordnen von Dingen (Kategorisierung) scheint eine wesentliche Charakteristik menschlicher Intelligenz zu sein, doch Robotern bereitet dieses heute noch ‚Kopfzerbrechen’. Wo dem Roboter Wissen um eine vordefinierte Umgebung fehlt, also eine vorprogrammierte Steuerung nicht möglich ist, versagt er meist kläglich. Gerade ein autonomer, situationsbezogen handelnder Roboter könnte aber dem Menschen hilfreich sein.

Dies ist das Thema von BACS (Bayesian Approach to Cognitive Systems), einem mit 7,5 Mio. Euro dotierten "Integrierten Projekt" im 6. Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Kommission. Im BACS-Projekt arbeiten Grundlagen- und Industrieforscher gemeinsam an künstlichen Wahrnehmungssystemen, die im Alltag komplexe Aufgaben übernehmen könnten. Grundlage dafür ist das so genannte Theorem von Bayes. Der nach Thomas Bayes, einem im 18. Jahrhundert lebenden englischen Mathematiker und presbyterianischen Pfarrer, benannte mathematische Satz zeigt Möglichkeiten auf, mit bedingter Wahrscheinlichkeit zu rechnen. Er ist die Grundlage für rationales Urteilsvermögen, wenn nur unsichere und unvollständige Informationen verfügbar sind. Das Bayes Theorem ist auf alle Fragen des Lernens aus Erfahrung anwendbar. In der 50 Monate dauernden BACS-Kooperation nutzen es die zehn Projektpartner, um neuronale Funktionen und kognitive Vorgänge zu modellieren. Damit wollen sie die Wahrnehmung von Lebewesen besser verstehen, bestehende Lernalgorithmen optimieren und künstliche Wahrnehmungssysteme realisieren.

Die wissenschaftliche Arbeit in BACS rückt Roboter in Griffnähe, die mit lückenhaften Angaben umzugehen wissen, ihre Umgebung analysieren, Wissen situationsbezogen akquirieren, Daten interpretieren und - gemeinsam mit dem Menschen - Entscheidungen treffen können. Eine konkrete Umsetzung mit Marktpotenzial wäre ein Fahrerassistent für Personen- und Lastwagen, der mit Kontrollfunktionen und Fahrstrategien Lenkern wie Fußgängern mehr Sicherheit bieten würde.

Ein weiteres Thema sind dreidimensionale Modelle für sicherheitskritische Anwendungen, wie etwa die Überwachung von Strukturveränderungen in Gebäuden, Steilhängen oder Bergbauminen oder sicherheitsrelevanten Infrastrukturelementen wie die Überwachung von Starkstromleitungen. Auf Bayes basierende Berechnungsmodelle erschließen der europäischen Industrie Technologievorteile, sowohl für Großunternehmen, etwa in der Auto- und Mobiltelefon-Branche, als auch für kleine und mittlere Unternehmen, die in Nischenmärkten wie medizinische Betreuung, Inspektion und Überwachung erfolgreich aktiv sind.

Aufgabe der beteiligten Max-Planck-Forscher ist es, künstliche Wahrnehmungssysteme und Modelle zur Gesichts- und Körperbewegung zu entwerfen, die auf Wahrnehmungsexperimenten mit Versuchspersonen basieren. Die Entwicklung neuer 3D-Animationstechnologien soll dabei helfen zu verstehen, wie Menschen die Gesichtsmimik erkennen und in der non-verbalen Kommunikation mit künstlichen animierten Gesprächspartnern, beispielsweise in Auskunftssystemen, anwenden können. Weiterhin sollen künstlich animierte Gesichtsspiegelbilder zur Erforschung der Selbstwahrnehmung entwickelt und ihr Einsatz für Rehabilitationsprogramme in Kliniken erprobt werden.

Das Projekt umfasst zehn Partner aus Deutschland, der Schweiz, Frankreich und Portugal. Es wird durch Prof. Siegwart von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich koordiniert. Der Projektanteil der Abteilung für Kognitive Humanpsychophysik unter der Leitung von Prof. Heinrich Bülthoff am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik beträgt 850.000 Euro.

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr.-Ing. Cristóbal Curio
Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen
Tel.: 07071 601-605
E-Mail: Cristobal.Curio@tuebingen.mpg.de

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: BACS Bayes Kybernetik Roboter Theorem Wahrnehmung Wahrnehmungssysteme Überwachung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Ein stabiles magnetisches Bit aus drei Atomen
21.09.2017 | Sonderforschungsbereich 668

nachricht Drohnen sehen auch im Dunkeln
20.09.2017 | Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie