Gargamel (GAzebo Robotic GAMes for Extended ... - Uni Bremen

Gargamel (GAzebo Robotic GAMes for Extended Learning)
Betreuer: Andrei Haidu, Hagen Langer, Michael Beetz
Studentisches Projekt 2014/15
Studiengänge: Informatik, Systems Engineering, Digitale Medien (Bachelor, bei Bedarf Fortsetzung
als Masterprojekt mit Masterprofil KIKR möglich)
Unsere Arbeitgruppe beschäftigt sich mit unterschiedlichen Methoden aus dem Forschungsgebiet
Künstliche Intelligenz, u.a. mit Wissensrepräsentation, Maschinellem Lernen, Perzeption und der Verarbeitung
natürlicher Sprache. Die KI-Methoden, die wir entwickeln, werden auf unterschiedlichen
Roboter-Plattformen, u.a. einem Willow Garage PR2, realisiert und systematisch getestet. Unsere Szenarien
zielen auf autonome Roboter, die alltägliche Aufgaben wie z.B. die Zubereitung einer einfachen
Mahlzeit oder anderen Aufgaben in einem gewöhnlichen Haushalt selbständig ausführen können. Ein
solches Beispiel-Szenario ist ein Roboter, der aus einer fertigen Teigmischung einen Pfannkuchen herstellt
und den Pfannkuchen mit einem Bratwender umdreht. Diese für einen geübten Menschen recht
simple Aufgabe stellt für heutige Roboter noch eine echte Herausforderung dar: Wenn Winkel oder
Kraftaufwand falsch gewählt werden, gelingt die Aktion nicht, der Pfannkuchen bleibt auf derselben
Seite liegen oder er wird beschädigt oder fällt neben das Kochfeld.
Mit Hilfe von Simulationen, die die Aktion des Roboterarms unter unterschiedlichen Rahmenbedingungen
und in verschiedenen Varianten ausführen, kann man die Handlungsparameter erschließen,
von denen Erfolg und Misserfolg der Aktion abhängen. Die Daten, die solche Simulationen produzieren,
sind z.B. auch grundsätzlich geeignet, um als Trainingsmaterial für maschinelle Lernverfahren
verwendet zu werden, die das Verhalten des Roboters verbessern können.
In dem studentischen Projekt Gargamel wird es darum gehen, solche Simulationen zu erstellen
und die Ergebnisse von Simulationsläufen zu analysieren. Es sollen Strategien entwickelt werden, die
es dem Roboter ermöglichen, die Effekte von Ausführungsvarianten besser vorherzusagen und die
richtigen Parametrisierungen vorzunehmen, um insgesamt robuster und präziser agieren zu können.
Dabei wird auf bereits existierenden, mit Gazebo (http://gazebosim.org/) realisierten Simulationen
aufgebaut werden können, die verfeinert und erweitert werden sollen.
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Abbildung 1: PR2 wendet Pfannkuchen
Abbildung 2: Simulation der Roboterhand
Wir empfehlen den Besuch der Vorlesungen ”Künstliche Intelligenz” und ”Integrierte Intelligente
Systeme” als begleitende Lehrveranstaltungen und werden vor dem eigentlichen Projektstart einen
Einführungs-Workshop anbieten.
Literatur
Lars Kunze, Andrei Haidu, Michael Beetz, ”Making Virtual Pancakes — Acquiring and Analyzing Data of
Everyday Manipulation Tasks through Interactive Physics-based Simulations”, In Poster and Demo Track of
the 35th German Conference on Artificial Intelligence (KI-2012), Saarbrücken, Germany, 2012.
Kontakt: ahaidu@cs.uni-bremen.de (Andrei Haidu), hlanger@cs.uni-bremen.de, Tel.: +421 218 64011 (Hagen
Langer)
http://ai.uni-bremen.de/doku.php
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