Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Computern das Lernen lehren

03.02.2014
Informatiker der Universität Jena starten neues Projekt zum lebenslangen Lernen von Computern

Ein Roboter erledigt die lästigen Arbeiten im Haushalt – vom Staubsaugen bis zum Aufräumen – und serviert dazu sogar noch den Kaffee aus der Lieblingstasse bis zum Sofa. Was wie ein kühner Traum klingt, ist eine Zukunftsvision, an der Wissenschaftler ernsthaft tüfteln.


Die Doktoranden Alexander Freytag (l.) und Paul Bodesheim von der Universität Jena justieren den Objektivträger einer mobilen Roboterplattform – Grundlage für das neue Projekt.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

„Roboter sind wie Menschen. Auch die Maschinen müssen zunächst die Objekte im Haushalt, ihre Verwendung und ihren Bestimmungsort lernen“, erklärt Prof. Dr. Joachim Denzler von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Ändert sich jedoch die Umgebung oder die Aufgabenstellung, so sind heutige Roboter schnell überfordert“, weiß der Lehrstuhlinhaber für Digitale Bildverarbeitung.

Joachim Denzler und sein Team entwickeln daher schon seit längerem lernfähige Computersysteme, die ihre Datenbank und die sich daraus ergebenden Fertigkeiten schrittweise erweitern und verbessern können – ohne Update, Werkstattbesuch oder gar Neuanschaffung. Denn solche Maschinen könnten künftig nicht nur als Service-Roboter im Haushalt helfen, sondern beispielsweise auch in der Alten- und Krankenpflege oder im Straßenverkehr.

Die Forschungen der Informatiker von der Uni Jena können dank einer Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) nun fortgesetzt werden: Die DFG unterstützt das Projekt „Inkrementelles Lernen von Objektkategorien“ in den kommenden drei Jahren mit rund 240.000 Euro. Damit kann auch eine Doktorandenstelle finanziert werden. „Die erneute Förderung ist für uns ein wichtiger Meilenstein, welcher zudem die Bedeutung unserer Forschungsergebnisse der letzten Jahre auf dem Gebiet des lebenslangen Lernens unterstreicht“, sagt Projektleiter Denzler.

Das neue Forschungsvorhaben baut auf den Ergebnissen von Dr. Erik Rodner sowie den Dissertationsprojekten von Paul Bodesheim und Alexander Freytag auf. In dem neuen Projekt wollen die Forscher nun weitere notwendige Grundlagen für lebenslang lernende Computer schaffen. „Eine wichtige Rolle dabei spielt das Anlernen des Computers. Das heißt, wir müssen ihm beibringen, welche Objekte es gibt und wie er sie voneinander unterscheiden kann“, erläutert Prof. Denzler. „Das funktioniert ähnlich wie bei Kleinkindern, denen man Tierbilder zeigt und ihnen dann die zugehörigen Namen nennt“, so der Informatiker. Das Kind nimmt schrittweise immer mehr Tiere in seinen Wissensspeicher auf, kann sie später wiedererkennen und darauf aufbauend neue Tiere entsprechend einordnen. „Diese Leistungsfähigkeit wollen wir auch für das maschinelle Lernen erreichen“, so Denzler.

Eine hohe Hürde dabei ist die Größe der entstehenden Datenmengen. „Die Datenbank innerhalb eines Systems wächst durch das schrittweise Lernen natürlich stetig an und kann schnell bis zu 20.000 Objekte umfassen, so dass die Unterscheidung von einzelnen Objekten immer schwieriger wird“, sagt Denzler. In dem neuen Projekt wollen die Forscher dieses Problem überwinden und sich zudem damit beschäftigen, wie Computer möglichst effizient angelernt werden können. „Ein Ziel ist, bestehende Datensammlungen – etwa Online-Bilddatenbanken – besser auszunutzen, denn die Erhebung von eigenen Beispieldaten ist sehr aufwendig und teuer“, sagt Prof. Denzler. „Außerdem geht es darum, den Computer mit möglichst wenig Beispielen zu trainieren und dennoch eine hohe Erkennungsrate von nicht gelernten Objekten zu erreichen“, erläutert der Jenaer Informatiker.

Noch ist viel Forschungsarbeit gefragt, um aus Computern selbstlernende Maschinen zu machen, die sich an ändernde Umgebungen anpassen und neue Aufgaben lösen können. Noch ist der automatische Haushaltshelfer, der auch nach einem Umzug problemlos die richtige Kaffeetasse findet, eine Vision. Doch Prof. Denzler und sein Team arbeiten an einer kontinuierlichen Realisierung.

Kontakt:
Prof. Dr. Joachim Denzler
Institut für Informatik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 946420
E-Mail: joachim.denzler[at]uni-jena.de

Claudia Hilbert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Plattformübergreifende Symbiose von intelligenten Objekten im »Internet of Things« (IoT)
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

nachricht Von Fußgängern und Fahrzeugen: Uni Ulm und DLR sammeln gemeinsam Daten für das automatisierte Fahren
09.12.2016 | Universität Ulm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie