Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Roboter lernt fundamentale mathematische und physikalische Konzepte durch Experimentieren und Beobachten

21.04.2009
Forscher in dem Europäischen Forschungsprojekt XPERO (IST-29427) haben ein maschinelles Lernverfahren entwickelt, das einen kleinen humanoiden Roboter in die Lage versetzt, fundamentale mathematische Konzepte wie Lage und Orientierung in einem Koordinatensystem zu lernen.

Der Roboter bewegt sich zunächst ziellos durch die Umgebung und zeichnet dabei seine Sensordaten auf, ohne sich der darin enthaltenen Informationen bewusst zu sein. Der Algorithmus nimmt diese Sensordaten und erzeugt daraus ein Modell, das dem Roboter erlaubt vorherzusagen, wie die Objekte in seiner Nachbarschaft ihre Position verändern werden in Folge seiner eigenen Bewegung.

"Was für einen Menschen eine triviale Angelegenheit ist, ist für einen Roboter ein ziemlich schwieriges Problem", erläutern Jure Zabkar und Ivan Bratko von der Universität Ljubljana, die Erfinder des Algorithmus. "Unser Roboter hat weniger Wissen als ein Baby. Ein Objekt zu sehen, ist für ihn bedeutungslos.

Er nimmt nur Farbkleckse und Kanten wahr. Er kennt weder das Konzept eines Objektes, noch das einer Position eines Objekts in einem Koordinatensystem, noch weiß er, wie sich diese verändert, wenn er sich selbst bewegt. Dem Roboter wird weder gesagt, er soll ein Koordinatensystem lernen, noch wie es zu lernen ist, noch wozu es gut ist. Wir haben einen Mechanismus entwickelt, der dem Roboter erlaubt Regelmäßigkeiten aus den Sensordaten zu extrahieren und diese in ein Modell bzw. in eine Theorie zu übersetzen, die es dem Roboter ermöglichen, besser zu erklären und vorherzusagen, was in seiner Umgebung vor sich geht. Das Erlernen eines Koordinatensystems ist nur eine Demonstration dieser Fähigkeit. Mit demselben Algorithmus haben wir physikalische Konzepte wie "Beweglichkeit" eines Objekts oder "Freiheitsgrad einer Bewegung" (Anzahl der Achsen entlang derer oder um die herum sich ein Objekt bewegen kann) gelernt."

Was sich zunächst eher wie ein akademisches Grundlagenproblem ausnimmt, hat auch eine enorme technische Relevanz, erklärt der Koordinator des Projekts Erwin Prassler von der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg in Sankt Augustin, Deutschland. Das XPERO Projekt legt die ersten Grundsteine für eine Technologie, die das Potential hat, eine Schlüsseltechnologie für die nächste Generation von Servicerobotern zu werden, die unsere Häuser sauber halten, unseren Rasen mähen, oder unsere Schuhe putzen. Bereits existierende Produkte sind intelligenzlose, vorprogrammierte Geräte. Sie können lediglich eine einzige vorprogrammierte Aufgabe ausführen. Weder sind sie in der Lage, eine neue, vorher nicht bekannte Aufgaben ausführen, noch mit unvorhergesehenen Betriebsbedingungen zurecht kommen. Zukünftige Serviceroboter müssen dagegen in der Lage sein, auf der Grundlage ihres bereits vorhandenen Wissens und ihrer Sensorbeobachtungen ganz neue Konzepte und Modelle zu erlernen und mit diesem neuen Wissen neue Aufgaben zu erfüllen.

Der XPERO Roboter wird seine Lernfähigkeit während der FET'09 Konferenz (Future and Emerging Technologies) vom 21. bis 23. April in Prag demonstrieren.

Prof. Dr. Erwin Prassler | presseportal
Weitere Informationen:
http://www.h-brs.de
http:// www.xpero.org
http://www.ailab.si/xpero/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Speiseröhrenkrebs einfacher erkennen
06.03.2017 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Neues Labor für die Aufbautechnik von ultradünnen Mikrosystemen
21.02.2017 | Hahn-Schickard

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen