Lehre der AG Wissensbasierte Systeme im Wintersemester 2009/10

Aktuelle Informationen werden im digitalen Semesterapparat bekannt gegeben.

Theoretische Informatik

Beleg-Nr.: 392003
Veranstalter: Stefan Kopp

Beginn: 13.10.2009, Di 12-14, H3 / Do 10-12, H7
Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Vorausgesetzt werden mathematische Grundkenntnisse der naiven Mengenlehre und elementarer Beweistechniken, wie des Beweisens durch Widerspruch und durch vollständige Induktion (Modul "Mathematik 1").
Inhalt/Kommentar:

Zentrale Gegenstände der Informatik sind Algorithmen und ihre sprachlichen Realisierungen als Programme sowie Problemlösungen durch Berechnungsverfahren. Die Vorlesung behandelt Grundlagen der theoretischen Informatik, mit denen eine formale Fundierung von Programmiersprachen gelegt werden soll. Im Teil I werden zunächst Grundzüge der Aussagen- und Prädikatenlogik im Hinblick auf ihre Rolle in informatischen Aufgabenstellungen vermittelt. Auf diese Grundlagen bauen Vorlesungen zur Logik und Rekursionstheorie, Logik-Programmierung, zum Übersetzterbau und zur Künstlichen Intelligenz auf. Im Teil II geht es um formale Sprachen und Grammatiken bis hin zu einer Typisierung von Sprachklassen nach ihrer Leistungsfähigkeit (Chomsky-Hierarchie). Unter dem Gesichtspunkt der Spracherkennung betrachtet der Teil III formale Sprachen und Automaten (deterministische und nichtdeterministische endliche Automaten, Kellerautomaten, Turing-Maschinen und RAM-Maschinen). Der abschließende Teil IV befasst sich mit Berechenbarkeitstheorie, die die grundsätzlichen Möglichkeiten und Grenzen der Algorithmisierbarkeit betrachtet, und mit der Komplexitätstheorie, die untersucht, mit welchem Aufwand an Berechnungsressourcen (Rechenzeit, Speicherplatz) algorithmische Aufgaben gelöst werden können.

Terminplan der Vorlesung

Literatur:

Hopcroft, J.E., Motwani, R., Ullman, J.D.: Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie. Addison-Wesley, 2002 (zur Vertiefung)
Garey, M. R.; Johnson, D.S.: Computers and Intractability, Freeman and Company, New York, 1979. (Klassiker; umfassende Besprechung der Komplexitätsklassen, mit Beweisen für viele NP-harte Probleme)
Kelly, J.: Logik im Klartext, Pearson Studium, 2003 (viele Beispiele!)
Lewis, H.R., Papadimitriou, C.H.: Elements of the theory of computation. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, 1981 (zur Vertiefung)
Paul, Wolfgang J.: Komplexitätstheorie, Teubner, Stuttgart 1978. (Handliches Lehrbuch, mathematisch orientiert)
Schöning, U.: Theoretische Informatik kurz gefaßt. (2. Auflage) Heidelberg: Spektrum Akademische Verlag, 1995
Schöning, U.: Logik für Informatiker (4. Aufl.). Heidelberg: Spektrum Akdademischer Verlag, 1995 (in Auszügen)
Sipser, M.: Introduction to the theory of computation. PWS Publishing Company, 1996 (wird wegen guter Didaktik gelobt)
Wegener, I.: Kompendium Theoretische Informatik - eine Ideensammlung. Stuttgart: Teubner, 1996 (zur Ergänzung)

Übungen zu Theoretische Informatik

Beleg-Nr.: 392003
Veranstalter: Julia Tolksdorf
Beginn: n.V.

Methoden der Künstlichen Intelligenz

Beleg-Nr.: 39 21 01
Veranstalter: Ipke Wachsmuth
Beginn: 13.10.2009, Di 14-16, H2 (Klausur am 16.2.2010, 10-12, H13)
Voraussetzungen/Vorkenntnisse:

Vorlesung und Übung sind für Studierende gedacht, die schon über Grundkenntnisse in formaler Logik verfügen.

Inhalt/Kommentar:

Die Künstliche Intelligenz (KI) befasst sich mit der Konstruktion von informationsverarbeitenden Systemen - "intelligenten Agenten" -, die kognitive Leistungen modellieren und in technischen Anwendungen verwerten. Ihre theoretischen Grundlagen entstammen u.a. auch 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.

Was sind Methoden der KI? Hier werden Wege aufgezeigt, wie man Datenstrukturen zur Darstellung von Wissen maschinenerarbeitbar anlegen kann, wie man Problemlösungs- und Entscheidungsprozesse modellieren kann, wie man mit symbolverarbeitenden Computerprogrammen auf der Basis logischer Kalküle Schlussfolgerungen aus Annahmen ziehen kann und wie man mit Maschinen kommunizieren kann. Die Übungen sind eine wesentliche Ergänzung zur Vorlesung.

Terminplan der Vorlesung

Literatur:

(unter anderem; genauere Hinweise in der Vorlesung):

Charniak, E. & McDermott, D.: Introduction to Artificial Intelligence. Addison-Wesley, 1985.
Russel & Norvig: Artificial Intelligence: A Modern Approach. Prentice-Hall, 1995/2003.

Beleg-Nr.: 39 21 02
Veranstalter: Julia Tolksdorf
Beginn: n.V.

Die Technik hinter Max

Beleg-Nr.: 39 21 55
Veranstalter: Thies Pfeiffer , NN
Beginn: 15.10.2009, Do 14-16, U2-232


Voraussetzungen/Vorkenntnisse:
Vorlesung Künstliche Intelligenz
Inhalt/Kommentar:
Der virtuelle Agent Max wurde vor 10 Jahren in der AG Wissensbasierte Systeme von Studierenden unter der Leitung von Dr. Stefan Kopp und Prof. Dr. Ipke Wachsmuth entwickelt. Seit dieser Zeit hat Max einiges dazu gelernt. Max vereint dabei eine Vielzahl von spannenden Verfahren der künstlichen Intelligenz, der Sprachverarbeitung, der Computer-Grafik, der Animation und vor allem der Mensch-Maschine-Interaktion. Im Rahmen des Seminars sollen die verschiedenen Systeme und Kompetenzen, die im Zusammenspiel den Agenten Max ausmachen, vorgestellt werden. Dabei wird der Stand der Technik stets in Bezug gesetzt zum Stand der Forschung und zu anderen existierenden Systemen. Während des Semesters werden verschiedene Artikel und Paper diskutiert und jeweils von einer einzelnen Studierenden vorgestellt, sowie eine Ausarbeitung angefertigt. Dabei soll insbesondere das wissenschaftliche Präsentieren und Schreiben eingeübt werden, z.B. in Vorbereitung auf die Master-Arbeit.
Am Ende der Veranstaltungen werden Themen für mögliche Masterarbeiten präsentiert.


Anforderungen an die Vergabe von Leistungspunkten:

Seminarvortrag mit Ausarbeitung.

Journal Club "Artificial Intelligence"

Beleg-Nr.: 39 21 68
Veranstalter: Ipke Wachsmuth, Nikita Mattar
Beginn: 16.10.2009, Do 14-16, S2-143
Inhalt/Kommentar:

Die Künstliche Intelligenz (KI) beschäftigt sich mit der Frage, wie man intelligentes menschliches Verhalten nachbilden kann. Dabei wird auf interdisziplinäre Ansätze aus u.a. den Bereichen der Psychologie, der Linguistik und der Kognitionswissenschaft aufgebaut. In diesem Journal Club befassen wir uns mit den Grundlagen der Künstlichen Intelligenz, indem wir Meilensteine der Wissenschaft diskutieren. Dabei werden klassische Papers zur Sprache kommen, aber auch Grenzfragen zur Reichweite der Verfahren der Künstlichen Intelligenz und philosophische Aspekte Beachtung finden. Die Papers werden an alle Teilnehmer des Seminars ausgegeben und gelesen und jeweils von einzelnen Studierenden in Form von Kurzreferaten vorgestellt. Voraussetzung für das Seminar ist die Bereitschaft zur Befassung mit englischsprachigen Texten.

Interaktion in der Virtuellen Realität

Beleg-Nr.: 39 21 73
Veranstalter: Thies Pfeiffer, Nikita Matter
Beginn: Do 16-18 und n.V.
Inhalt/Kommentar:

In diesem Projekt werden verschiedene Verfahren zur Interaktion in der Virtuellen Realität vorgestellt. Dabei sollen aus den folgenden Bereichen Verfahren erarbeitet und implementiert werden: - Navigation - Selektion - Texteingabe - Manipulation Im ersten Teil der Veranstaltung wird die Programmierung mit X3D und dem VR Toolkit InstantReality vermittelt. Darauf aufbauend werden dann in den Gruppen verschiedene Verfahren zur Navigation erarbeitet, implementiert und verglichen. Im zweiten Teil der Veranstaltung werden komplexere Verfahren, z.B. zur Selektion oder Texteingabe, erarbeitet und von den Gruppen implementiert. Im dritten Teil der Veranstaltung werden die implementierten Verfahren evaluiert. Am Ende der Veranstaltungen werden Themen für mögliche Bachelor-/Masterarbeiten präsentiert.

Arbeitsgruppenseminar Wissensbasierte Systeme

Beleg-Nr.: 39 21 80
Veranstalter: Ipke Wachsmuth
Beginn: 16.10.2009 Vorbesprechung, Fr 14-16, M4-126
Inhalt/Kommentar:

Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe Wissensbasierte Systeme liegen auf der intelligenten Mensch-Maschine-Kommunikation in virtuellen Welten unter Einbezug natürlicher Sprache und Körpergestik. Interessante Fragestellungen ergeben sich dabei aus den Gebieten multimodale Systeme, dynamische Wissensrepräsentationen, Virtual Reality, wissensbasierter Computergrafik und -animation sowie Agententechnologien.
In diesem Diplomanden- und Doktorandenseminar werden aktuelle Arbeiten und neueste Ergebnisse aus den Forschungskontexten der Arbeitsgruppe vorgetragen und diskutiert.

Interessierte Studierende sind herzlich zur Teilnahme eingeladen.

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Margret Barner, 2009-09-14