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Bielefeld Universität Bielefeld ­ Technische Fakultät ­ AG WBS


Lehre der AG Wissensbasierte Systeme im Wintersemester 1999-2000

Methoden der Künstlichen Intelligenz

Beleg-Nr.: 392101
Veranstalter: Wachsmuth
Beginn: 12.10.99

Die Künstliche Intelligenz (KI) befaßt sich mit der Konstruktion von informationsverarbeitenden Systemen, die kognitive Leistungen modellieren und in technischen Anwendungen verwerten. Ihre theoretischen Grundlagen entstammen u.a. der Linguistik und der Psychologie. Ziel der KI-Ausbildung innerhalb der Informatik ist die Vermittlung von grundlegenden Konzepten und Methoden begrifflicher Informationsverarbeitung unter Betonung des interdisziplinären Charakters der KI. Die Studieninhalte lassen sich in folgende Rubriken einteilen: KI-Programmierung; Methoden der KI; Problemfelder der KI (sprachorientierte KI, bildorientierte KI, Wissensrepräsentation und Inferenzsysteme, Deduktive Systeme, Expertensysteme, Robotik, Maschinelles Lernen).

Was sind Methoden der KI? Hier werden Wege aufgezeigt, wie man mit Maschinen kommunizieren kann, wie man mit symbolverarbeitenden Computerprogrammen Schlußfolgerungen aus Annahmen ziehen kann, wie man Planungs- und Entscheidungsprozesse modellieren kann, wie man überhaupt Datenstrukturen zur Darstellung von Wissen maschinenverarbeitbar anlegen kann. Wer Methoden der KI nicht nur theoretisch verstehen, sondern auch praktisch beherrschen lernen will, findet in den Übungen zur Vorlesung eine wesentliche Ergänzung.

Vorkenntnisse: Vorlesung und Übung sind für Studierende im Hauptstudium gedacht, die schon über Grundkenntnisse in symbolischer Informationsverarbeitung und mathematischer Logik verfügen.

Literatur (genauere Hinweise in der Vorlesung):


Übungen zu Methoden der Künstlichen Intelligenz

Beleg-Nr.: 392102
Veranstalter: Sowa
Beginn: n.V.


Computergraphik/Virtuelle Realität

Beleg-Nr.: 39 21 18
Veranstalter: Jung / Wachsmuth
Beginn: 1. Semesterwoche
 
Das Gebiet der Computergraphik entwickelt sich dramatisch. Von zunehmendem Interesse ist vor allem die Darstellung komplexer dreidimensionaler Objektszenen, die nach den Vorstellungen des Anwenders in Echtzeit auf dem Bildschirm manipuliert und exploriert werden können. In der Virtuellen Realität geht man noch einen Schritt weiter, indem traditionelle bildschirmorientierte, graphische Benutzungsoberflächen ersetzt werden durch dreidimensionale Ausgabeverfahren, die neben Bildern auch auditive und taktile Reize einbeziehen.
 
Allerdings sind die Möglichkeiten der Interaktion mit den visualisierten Modellen derzeit noch recht beschränkt. Hemmnisse bilden u.a. Defizite der zunächst nur auf visuelle Präsentation ausgerichteten Graphik-Datenmodelle. Hieraus ergeben sich Aufgabenstellungen für die Entwicklung von intelligenten Computergraphik-Systemen durch die Anwendung wissensbasierter Techniken. Diese finden bereits Einsatz beim Design von Objektmodellen, bei der Planung situations- und konsumentengerechter Präsentationen sowie zur Verbesserung der Mensch-Maschine-Kommunikation (z.B. interaktive Manipulation von 3D-Szenarien, Verarbeitung unterschiedlicher Eingabemodalitäten, intelligente Avatare).
 
In der Vorlesung wird zunächst ein fokussierter Einstieg in grundlegende Themen der Computergraphik geboten, von der Geometriemodellierung über Farb- und Beleuchtungsmodelle für fotorealistische Darstellungen bis hin zur Computeranimation. Danach werden unter der Perspektive der Virtuellen Realität neuartige Ein- und Ausgabegeräte sowie multimodale Interaktionstechniken besprochen. Schließlich werden ausgewählte Methoden der Künstlichen Intelligenz wie wissensbasierte und agentenorientierte Techniken wiederholt und deren Einsatz in der Computergraphik/Virtuellen Realität motiviert. Dabei werden auch aktuelle Forschungsthemen der Arbeitsgruppe Wissensbasierte Systeme behandelt.
 
Die Vorlesung wird empfohlen für das Hauptstudium; vorausgesetzt werden Grundkenntnisse in symbolischer Informationsverarbeitung, z.B. die im Wintersemester gehaltene Vorlesung "Methoden der Künstlichen Intelligenz" oder entsprechende Vorkenntnisse.
 
Literatur (im Semesterapparat nebst weiterem bereitgestellt):
 
Fellner, W.D. (1992). Computergrafik (2. vollst. Überarb./erw. Aufl.). Mannheim: BI Wissenschaftsverlag (ausgewählte Kapitel)
 
Foley, J.D., Van Dam, A., Feiner, S.K.& Hughes, J.F. (1993). Computer Graphics: Principles and Practice (2nd edition). Reading (MA): Addison-Wesley (ausgewählte Kapitel)

Einführung in die medizinische Informatik

Beleg-Nr.: 392120
Veranstalter: Dr. Ulrich Müller-Kolck
Beginn: 20.10.1999 (vierzehntägig)
 
Die Vorlesung gibt einen Überblick über die Hauptaufgaben der Medizininformatik mit Betonung des Einsatzes von Methoden und Konzepten der KI in der medizinischen Informationsverarbeitung. Folgende Themen aus den beiden Bereichen der "klassischen Medizininformatik" und des medizinischen "cognitive engineerings" werden behandelt: Medizinische Dokumentationsarten, medizinische Datenbanken, Informationssysteme für die stationäre und ambulante Patientenbetreuung, Telemedizin, medizinische Intrantes, multimediale Wissensbasen, Verarbeitung von unsicherem, unvollständigem Wissen (Bayes, Dempster-Shafer, kausal-probabilistsich Netzwerke, fuzzy sets, rough sets, ...), Verarbeitung von zeitlichem Wissen, medizinische Wissensarten und Wissensrepräsentation (regel-, fall-, modellbasiert, ...), Bildverarbeitung, medizinische Tutorsysteme, medizinische Entscheidungstheorie, Internet-Expertensysteme.


Beschreibungssprachen für Dokumente

Beleg-Nr.: 392121
Veranstalter: PD Dr. Karl-Heinrich Schmidt
Beginn: Die Veranstaltung findet im Block in der Woche ab 3.4.2000 statt. Treffpunkt: 3.4.00, 10:00h in M4-126
Vor dem Hintergrund der mit dem Internet und dem WWW verbundenen neuen Möglichkeiten zur Informationsvermittlung hat sich unter dem Begriff "Dokument" eine vielfältige Aktivität entwickelt. Deshalb werden in dieser Veranstaltung Standards für Dokumente und ihre Architektur, aber auch forschungsnähere Themen untersucht.
 
Als Syntax für die Beschreibung von Dokumenten behandeln wir zunächst XML. Diese Sprache wird dann verallgemeinert zu einer genügend allgemeinen Sprache für die Beschreibung von Dokumenten. Schließlich behandeln wir zur Inhaltsbeschreibung von Dokumenten terminologische Logiken und logische Grammatiken, um unabhängig von einer natürlichen Sprache Baupläne für Sachverhaltsbeschreibungen zu erstellen.
 
Die Veranstaltung enthält Vorlesungsanteile und Seminaranteile. Ob die Veranstaltung als Vorlesung oder als Block in den Ferien stattfindet, entscheidet sich in einer Vorbesprechung zu Beginn des Wintersemesters (25.10.99, 12:15 Uhr in M4-126). Eine Literaturliste wird dann ausgegeben.


Multiagentensysteme
 
Beleg-Nr.: 39 21 28
Veranstalter: Wachsmuth, Sowa, Kopp
Beginn: 14.10.99
 
Agentensysteme beschreiben auf bestimmte Weise organisierte Gruppen von sogenannten Intelligenten Agenten (IA). Unter einem IA ist ein Hardware- oder Software-basiertes System zu verstehen, von dem im allgemeinen die folgenden Eigenschaften gefordert werden: autonom, sozial, reaktiv und proaktiv (Initiative übernehmen). Agenten haben unterschiedlichste Ausprägungen (autonome Roboter, Software-Agenten) und sind in diversen Anwendungsbereichen (Mensch-Maschine-Kommunikation, Prozekontrolle) vertreten. In diesem Seminar sollen nach einleitender Begriffsklärung Agentensysteme schwerpunktmäßig anhand der vier Hauptthemen Agenten-Theorien, Agenten-Architekturen, Agenten-Sprachen und Agentensysteme in der Praxis betrachtet werden.
 
Die Thematik wird anhand aktueller Forschungsliteratur (siehe unten angegebene Quellen) erarbeitet. Der Lernstoff soll in Form von ausgearbeiteten Vorträgen präsentiert und diskutiert werden. Das Seminar ist für Studierende im Hauptstudium vorgesehen. Explizite Vorkenntnisse sind nicht verlangt, erwünscht wird allerdings ein aktives Interesse an der Thematik der Künstlichen Intelligenz.
 
Literatur:




Computeranimation virtueller Charaktere (Neu, Fortsetzung im SS 2000)
Beleg-Nr.: 39 21 36
Veranstalter: Kopp, Jung
Beginn:

Im Semester WS 99/00 und SS 2000 veranstaltet die AG Wissensbasierte Systeme das Projektseminar "ComputerAnimation virtueller Charaktere". Dieses Seminar bietet interessierten Studierenden die Möglichkeit, sich aktiv mit aktuellen Themen aus den folgenden Forschungsbereichen zu beschäftigen:
 
* Computergrafik und -animation
* Articulated Figures (Modellierung, Repräsentation, direkte und inverse Kinematik)
* Human Modeling (Modellierung der Figur, inkl. Gesicht, Hände und Kleidung)
* Motion Control and Behaviors (Verhaltensmuster, z.B. Stehen, Gehen, Freuen, etc.)
* Human Facial Animation (Mimik, Lippenbewegung synchron zu synthetisch generierter Sprache)
* Virtual Reality (Interaktion mit einem realen Kommunikationspartner, z.B. Verfolgen durch Kopf-/Augenbewegungen)
 
Dabei soll die computergraphische Animation einer menschenähnlichen virtuellen Figur bearbeitet werden. Nach der Einführung und Erarbeitung der theoretischen Grundlagen im ersten Teil und Einarbeitung in die Programmierumgebung (IRIS Performer auf SGI, kinematisches Modell einer Figur), sollen Implementierungen mit ausgesuchten oder selbst entwickelten Verfahren für die entsprechende Problematik erfolgen. Die realisierten Module werden am Ende des Projekts in die Modellierung und Steuerung einer simulierten Figur integriert und vorgeführt.
 
Das Seminar richtet sich an alle Studierenden, die ihre Kenntnisse in diesem Bereich vertiefen möchten und aktiv an praktischen Umsetzungen mitarbeiten wollen, bzw. einen Einstieg in eine Diplomarbeit in diesem Bereich suchen. Neben einer Vertiefung des Fachwissens sollen in diesem Seminar auch Fähigkeiten erworben bzw. geübt werden, die wichtige fachunabhängige Qualifikation darstellen (z.B. selbständiges Arbeiten, klare mündliche und schriftliche Ausdrucksfähigkeiten sowie die Zusammenarbeit bei einem Teamprojekt).
 
Anmeldung: Bitte melden Sie sich per Email bei "skopp" oder bei S. Kopp in Raum M4-122. Die Teilnahmerzahl ist auf 10 begrenzt. Programmierkenntnisse in C++ sind vorteilhaft.

Arbeitsgemeinschaft Wissensbasierte Systeme

Beleg-Nr.: 392137
Veranstalter: Wachsmuth, Jung, Kopp, Sowa
Beginn: 12.10.1999, 16h, M4-126 Vorbesprechung
 
 
Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe liegen gegenwärtig auf dynamischen Wissensrepräsentationen und Techniken der Multi-Agenten-Systeme für intelligente Mensch-Maschine-Kommunikation unter Einbezug natürlicher Sprache und Körpergestik. Bezugspunkte bilden Forschungsprojekte im SFB 360 "Situierte Künstliche Kommunikatoren", im Graduiertenkolleg "Aufgabenorientierte Kommunikation" sowie im Schwerpunkt "Multimedia NRW". In diesem Diplomanden- und Doktorandenseminar werden in loser Folge spezielle Themen aus den Forschungskontexten der Arbeitsgruppe vorgetragen und diskutiert. Interessierte Studierende sind herzlich zur Teilnahme eingeladen.
 


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Margret Barner, 1999-8-11