Wie entscheidet ein autonomer Akteur -- sei es ein Roboter oder ein Software-Agent --, was er in Übereinstimmung mit vorgegebenen Zielen als jeweils nächstes tut? Wie arbeitet er einen vorgegebenen oder selber erstellten Handlungsplan ab, wenn die Welt mit seiner Sensorik nicht akkurat wahrnehmbar ist oder sich ohne sein Zutun verändert haben kann? Im Seminar werden einige klassische und einige neueste Arbeiten zu diesen Fragen vorgestellt, die aus den KI-Bereichen Handlungsplanung, Planausführung und Agent-Architekturen stammen.

Zeit und Raum:

Montags, 18:00, Raum A 121

Vorbesprechung:

Montag, 9.2.98, 11ct, Raum A  121

Anforderungen:

Im üblichen Rahmen: Einzelvortrag, schriftliche Ausarbeitung. Zusätzlich ist gefordert, am Ende des Seminars Gutachten zu zwei Ausarbeitungen anderer Seminarteilnehmer/innen abzugeben. Anforderungen und Verfahren dazu werden vor dem Seminar im Detail erläutert. (LaTeX-source des Gutachterbogens; erforderliches LaTeX-style-file.)

Zu den ersten beiden Terminen im Semester gibt es Seminarsitzungen zu den Themen ``Wie schreibe ich eine wissenschaftliche Arbeit?'' (Seminararbeiten, Diplomarbeiten, ``Papers'') und ``Wie halte ich einen wissenschaftlichen Vortrag?''.

Literatur allgemein

Allgemeiner KI-Hintergrund:

S. Russell, P. Norvig: Artificial Intelligence: A Modern Approach.
Englewood Cliffs (Prentice Hall) 1995
 

Zu den Themen Schreiben, Publizieren, Vortragen: Auswahl aus:
 

H.F. Ebel, C. Bliefert: Schreiben und Publizieren in den Naturwissenschaften.
Weinheim (VCH Verlagsgesellschaft) 1991

H.F. Ebel, C. Bliefert: Vortragen in Naturwissenschaft, Technik und Medizin.
Weinheim (VCH Verlagsgesellschaft) 1992

J. Zobel: Wrtiting for Computer Science.
Singapur (Springer) 1997

K.M. Göschka: Merkblatt für den Aufbau wissenschaftlicher Arbeiten.
TU Wien, Inst. f. Computertechnik, 1996

Themen

Hinweis: Die angegebene Literatur ist jeweils als Einstieg und Schwerpunkt für das Seminarthema zu verstehen; sie soll von den Referenten selbständig ergänzt werden. Bei einigen Vorträgen ist das besonders hervorgehoben, es gilt aber im Prinzip für alle.

1. Thema:

   STRIPS und SHAKEY

   Quelle:

   N.J. Nilsson: SHAKEY the robot. SRI International, Technical Note 323, 1984

   Inhalt:

   Der "Klassiker" unter den autonomen mobilen Robotern, SHAKEY. Gebaut Ende der 60er Jahre umfaßte er Umweltsensorik, Handlungsplanung (mit dem Planer STRIPS) und Planausführungskontrolle und war damit für etwa 25 Jahre Weltspitze unter den autonomen Robotern. Der Vortrag gibt einen Überblick über die gesamte Systemarchitektur; vertieft wird das Problem behandelt, wie Pläne die Roboteraktion beeinflussen.

2. Thema:

   Graphplan

   Quelle:

   A.L. Blum and M.L. Furst: Fast Planning through Plan Graph Analysis. J. Artif.Intell. 90:281-300, 1997

   Inhalt:

   Ein (relativ) neuer Planer fürs "klassische" (STRIPS-artige) KI-Planen. Die Arbeit hat Furore gemacht, weil das System Graphplan durch einige kleine Einschränkungen und Tricks in vielen Fällen erheblich schneller läuft als vergleichbare Planer.

3. Thema:

   Logistik-Anwendungen des Planens: SIPE-II

   Quelle:

   D.E. Wilkins, K.L. Myers, J.D. Lowrance, L.P. Wesley: Planning and Reacting in Uncertain and Dynamic Environments. J. Experimental and Theoretical Art. Intell. 7(1):121-152, 1995

   Inhalt:

   Einer der ersten KI-Planer, die konsequent in Richtung Anwendungen entwickelt wurden, war SIPE. Seit Anfang der 90er gibt es SIPE-II, und gewissermaßen als Instanzen davon gibt es einige Anwendungssysteme zum Planen bzw. zum Scheduling. Der Vortrag gibt einen Überblick über SIPE-II, dessen konzeptuellen und theoretischen Hintergrund und Anwendungen davon. Das genannte Papier ist als Einstiegsliteratur zu verstehen, die für den Vortrag zu vertiefen ist.

4. Thema:

   Behavior-Based Robotics: Die Subsumptions-Architektur

   Quelle:

   R. Brooks: A robust layered control system for a mobile robot. IEEE Tr.  Robotics and Automation RA-2(1):14-22, 1986
   ders: Intelligence without Representation. J. Artif. Intell. 47:139-160, 1991.
   ders.: Intelligence without Reason. AI Memo 1293, MIT, April 1991.

   Inhalt:

   Eine Familie von Arbeiten, die die symbolische, "good old-fashioned" KI grundlegend in Frage stellt. Als Alternative wird für die Steuerung intelligenter Akteure eine spezielle Kontrollarchitektur aufbauend auf "behaviors" vorgestellt. Brooks' Arbeiten werden immer noch gerne diskutiert und zitiert (wobei nicht alle, die sie diskutieren, sie recht gelesen zu haben scheinen ...).

5. Thema:

   Die 3T-Roboterarchitektur

   Quelle:

   R.P. Bonasso, R.J. Firby, E.Gat, D.Kortenkamp, D.Miller und M. Slack: Experiences with an Architecture for Intelligent, Reactive Agents. J. Experimental and Theoretical Art. Intell. 9(2/3):237-256, 1997.

   Inhalt:

   Das Standard-Architekturmodell zur Steuerung autonomer Roboter umfaßt drei Steuerungsebenen: Strategische Planung, taktische Umsetzung einzelner Operatoren und situationsabhängige Operatorausführung. Die 3T-Architektur ist ein Beispiel dafür. Das angegebene Papier gibt als Einstieg einen Überblick über die Architektur und einige Anwendungssysteme; es wird vorausgesetzt, daß die Beschreibung der einzelnen Ebenen vertieft wird aus den Literaturangeben, die im Papier enthalten sind.

6. Thema:

   Das S*-Architekturmodell

   Quelle:

   J.K. Tsotsos: Intelligent Control for Perceptually Attentive Agents: The S* Proposal. J. Robotics and Autonomous Systems 21(1):5-21, 1997

   Inhalt:

   Ein neuerer Vorschlag für eine Roboterarchitektur, die behavior-Basiertheit und symbolisches Schlußfolgern umfassen soll und insbesondere Bildverarbeitung einschließt.

7. Thema:

   Planung für Software-Agents

   Quelle:

   D. Weld: Planning-Based Control of Software Agents. Proceedings AIPS-96, S. 268-274, 1996.

   Inhalt:

   Nicht nur Roboter sind Verkörperungen intelligenter Agenten, sondern auch "Softbots", und auch ihre Handlungen müssen gesteuert werden. Eine typische Einsatzumgebung dafür ist das WWW. Das Thema behandelt Planung für solche Softbots. Die gegebene Quelle ist durch weitere zu ergänzen.