Vortrag

COG -
Verhaltensbasiertes Lernen
(MIT, USA)
Kathrin Hatz
Vortrag im Vortrag im Seminar
im Seminar
Humanoide Humanoide Roboter Roboter - - Hard- und - und Hard- Softwarekonzepte
und Softwarekonzepte
WS 2005 WS / 06 / 06 2005 / 06
Dr. Dr. Katja Mombaur, Dr. Mombaur, Katja Mombaur, Prof. H. H. G. G. Prof. Bock
H. G. Bock

Cog - Verhaltensbasiertes Lernen
Erwicklung:
● Beginn im Sommer 1993 am MIT, USA
● Unter der Leitung von Rodney A. Brooks
Ziele des Projekts
technisches Ziel: Bauen eines autonomen humanoiden
Roboters, der durch Imitation lernt
wissenschaftliches Ziel: Verstehen der menschlichen
Entwicklung
Zentrale Frage:
Auf welche Art und Weise kann einem Roboter eine
menschenähnliche Intelligenz verliehen werden?
Neue Erkenntnisse über künstliche Intelligenz, die bei Cog
erstmals umgesetzt wurden:
● Menschen haben kein inneres monolithisches Bild der Außenwelt,
● sondern neigen dazu, ihr inneres Bild zu minimieren
● Es gibt mehrere unabhängige Kontrollsysteme im menschlichen
Gehirn
● Es sind nicht alle menschlichen Fähigkeiten gleich gut augeprägt
● Menschliches Handeln ist nicht vorhersagbar

Cog - Verhaltensbasiertes Lernen
Cog ist ein
● humanoider Roboter
● upper-torso Roboter
● Roboter mit 21 Freiheitsgraden (FG)
Entwicklungsplattformen für
Cog:
● ''Vision Platform''
● ''Vision and Emotive
Response Platform''
(Kismet)
● ''Visiual and
● Auditory Platform''
Aufbau von Cog
Der Name ''Cog'' stammt von
cognition-
Erkenntnisvermögen
Imitierte menschliche Sinne bei Cog:
● Sehsystem
● Hörsystem
● Tastsinn
● Orientierungssinn
● Gleichgewichtssinn

Cog - Verhaltensbasiertes Lernen
Die menschliche Entwicklung schreitet fort durch:
● Beobachten und Imitieren
● der Bewegungskoordination
● der Sprache
● der Mimik
● der Bedürfnisse
● und der Ziele
bei anderen Menschen
● Direkte Beformundung durch die Bezugsperson
● Lösen von immer komplizierteren Aufgaben
● Ausprobieren, Erweitern des Erfahrungshorizonts
● Soziale Interaktion mit der der Umwelt
● Körperliche Interaktion mit der Umwelt
● Integration in das menschliche Leben
● Die menschliche Intelligenz
ist so komplex,
dass es nahezu unmöglich
ist bei einem Roboter eine
menschenähnliche
Intelligenz
in einem Schritt zu
implementieren
● Daher hat man sich bei der
Entwicklung von Cock
an der menschlichen
Entwicklung durch
verhaltensbasiertes Lernen
orientiert
Ziele
● Cog muß menschliche Gestalt haben
● Cog braucht menschenähnliche Sinne
● Cog muß durch Imitation lernen können
● Cog muß das Gelernten speichern
und weiter benutzen können

Cog - Verhaltensbasiertes Lernen
Cog hat folgende Fähigkeiten:
● Periodische Tätigkeiten
● (Slinky, Kurbel,...)
● Menschliche
Augenbewegungen
● Kopf-Augen Orientierung
● Gesichter- und
Augenerkennung
● Gesichtsfarbenerkennung
● Bewegungserkennung
● Erkennen von Gebieten mit
hoher Farbsättigung
● Imitieren von
Kopfbewegungen
● (teilweise vorprogammiert)
● ''Reflex Arm Withdrawel''
● Schlagzeug spielen
● Auf ein visuelles Ziel zeigen

Cog - Verhaltensbasiertes Lernen
Fazit
Es wurde theoretisch eine Möglichkeit gefunden mit Hilfe von
● neuen Erkenntnissen über Intelligenz und der
● Theorie des verhaltensbasierten Lernens
Roboter eine menschenähnlichere Intelligenz zu verleihen
Cog war der Beginn einer neuen Theorie über intelligente Roboter
In der Praxis gibt es allerdings noch Probleme:
● Cog kann noch keine Zusammenhänge zu erkennen
Ausblick
● Theory of mind
● Präferenzen der Reize
● Riechen, Schmecken
● Weiterentwicklung des
Tastsinns
● Cog ist mittlerweile technisch stark veraltet und sehr
● Sense of time
schwierig nachzurüsten ✗

Cog - Verhaltensbasiertes Lernen
Literaturverzeichnis
● Brooks, Rodney, Cynthia Brazeal, Matthew Marjanovic, Brian Scassellati und Matthew Williams
''The Cog Project: Buildina a Humanoid Robot'', in C. Nehaniv, ed., Computation for Metaphors,
Analogy and Agents, Vol. 1562 of Springer Lecture Notes in Artificial Intelligence, Springer-Verlag,
1998
● Fitzpatrick, Paul, Giorgio Metta, Lorenzo Natale, Sajit Rao and Giulio Sandini ''What am I doing?
Initial Steps Towards Artificial Cognition'', Accepted for IEEE and ICRA, Taipep, Taiwan, May 12 –
17, 2003
● Breazeal, Cynthia and Brian Scassellati ''Challenges in Building Robots that Imitate People'', in
Kerstin Dautenhahn and Chrystopher Nehaniv , eds., Imitation in Animals and Artifacts, MIT Press,
2001
● Matthew Marjanovic, Brian Scassellati, Matthew Williamson, ''Self-Taught Visually-Guided Pointing
for a Humanoid Robot''
● Matthew M. Williamson, ''Robot Arm Control Exploiting Natural Dynamics''
● Cog-Homepage: http://groups.csail.mit.edu/lbr/humanoid-robotics-group/cog/cog.html
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