Kognitiver Blick in die Zukunft

Auffassungsgabe, Lernfähigkeit und logisches Denken werden traditionell als elementare menschliche Fähigkeiten betrachtet, zu denen Computer nicht in der Lage sind. In einem im Rahmen des IST-Programms geförderten Projekt wurden jetzt kognitiv arbeitende Systeme zur Verarbeitung von visuellen Daten in realistischen Situationen eingehend untersucht. Wie sich dabei zeigte, könnten diese flexiblen Hilfsmittel den Menschen bei seinen Alltagstätigkeiten beträchtlich unterstützen.

Die kognitive computergestützte Verarbeitung visueller Daten bildet einen Forschungsschwerpunkt im Zusammenhang mit der Integration und Steuerung von Bildverarbeitungssystemen, die anhand symbolischer Darstellungen in der Lage sind, Verhaltensweisen zu verstehen, zu erlernen und zu behalten. Eine typische Anwendung dieser Art wäre ein Roboter, der geschickte Fertigkeiten bei der Erledigung von häuslichen Aufgaben entwickelt, beispielsweise dem Abräumen des Tisches nach dem Abendessen. Doch selbst nach jahrzehntelangen Forschungsbemühungen fallen den Computern solche Aktivitäten noch immer sehr schwer.

Um hier zu Fortschritten zu gelangen, wurde im Projekt COGVIS intensiv an der Entwicklung fortschrittlicher Verfahren gearbeitet, mit denen Systeme zur computergestützte Verarbeitung visueller Daten (Computer-Vision-Systeme) in die Lage versetzt werden sollen, Objekte und aufgabenbezogene Ereignisse zu erkennen und zu klassifizieren. Auf diese Weise können die dabei entwickelten mobilen Helfer menschliche Verhaltensweisen imitieren und durch Interpretation dieser Verhaltensweisen schließlich auch mit ihrer Umgebung interagieren. Damit wären Roboter künftig in der Lage, beispielsweise Tassen von Tellern zu unterscheiden und in realistischen Umgebungen wie z.B. einem häuslichen Umfeld richtig zu handhaben.

Mit Unterstützung durch visuelle Informationen könnten diese Systeme Erinnerungs- und Anpassungsfunktionen entwickeln sowie ihr Erinnerungsvermögen und die Wissensrepräsentation verbessern. Zu den konkreten Ergebnisse von COGVIS gehören neue Verfahren und Techniken zur robusten Interpretation dynamischer Szenen, zum Erwerb elementarer Fertigkeiten, zum Aufbau von Modellen des jeweiligen Umfeldes und zur vollständigen dezentralen Steuerung kontinuierlich arbeitender Systeme.

Vor dem Hintergrund der demografischen Entwicklung in Europa, die mit einer Halbierung der Zahl der Arbeitskräfte in den kommenden Jahrzehnten verbunden sein dürfte, verfolgt das Projektkonsortium das Ziel, effizientere Helfer für die Erledigung verschiedenster Arbeiten zu schaffen. Diese flexiblen Roboter können vor allem maßgeblich zur Autonomie älterer oder behinderter Menschen beitragen. Ein Beispiel dafür ist der Roboter „Baby Bot“, der in der Lage ist, Anweisungen zur Herrichtung eines Abendbrottisches zu verstehen. Systeme dieser Art könnten aber auch Menschen ersetzen, wenn es darum geht, gefährliche Arbeiten zu erledigen, unzugängliche Orte zu erreichen oder sich unter rauhen Umgebungsbedingungen zu bewegen.

Kontakt:

Computational Vision and Active Perception Numerical Analysis and Computer Science
Henrik Christensen
Valhallavaegen 79, 10044 Stockholm
Tel: +46-8-7906792, Fax: -7230302
Email: hic@nada.kth.se