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Rieger/98a: Program Optimization for Temporal Reasoning within a Logic Programming Framework

Bibtype Phdthesis
Bibkey Rieger/98a
Author Anke D. Rieger
Title Program Optimization for Temporal Reasoning within a Logic Programming Framework
School Universitat Dortmund
Address Dortmund, Germany
Abstract Thema dieser Arbeit ist die Integration dreier grundlegender
Anforderungen an situierte Agenten: das maschinelle Lernen von
handlungs- und wahrnehmungsbezogenen Begriffen, die reaktive Planung
mit diesen Begriffen und die Verankerung der Kommunikation zwischen
situiertem Agenten und menschlichem Anwender in Handlungen und
Wahrnehmungen. Das Zusammenfuehren dieser Aspekte erfordert die
Repraesentation von Wahrnehmung und Handlung eines Agenten, die
Weiterentwicklung reaktiver Planungs- und Planausfuehrungverfahren
sowie die Spezialisierung maschineller Lernverfahren.

Um diese Anforderungen erfuellen zu koennen, haben wir zunaechst die
Notwendigkeit, Handlung und Wahrnehmung zu integrieren, bezueglich
sowohl der kognitiven als auch der pragmatischen Aspekte analysiert.
Begriffe, die einem Agenten das Handeln ermoeglichen, basieren darauf,
dass der Erfolg der Handlung mittels der Wahrnehmung verifiziert
werden kann, wobei die verwendeten Begriffe
Wahrnehmungs-Handlungs-Beziehungen darstellen. Am Beispiel des
Karlsruher Roboter Priamos haben wir eine hierarchische
Repraesentation der Wahrnehmungen und Handlungen entwickelt. Die
Repraesentation verankert die zur Kommunikation verwendeten Begriffe,
die sich auf den abstrakten Stufen der Hierarchie befinden, ueber
mehrere Stufen in den konkreten Sensormessungen und
Elementaroperationen des Roboter.

Zur automatischen Charakterisierung der verwendeten Merkmale wurde das
induktive Lernverfahren Grdt entwickelt. Grdt vereint Aspekte
existierender Lernverfahren, indem es deklaratives Wissen ueber die
Struktur des Hypothesenraums zur Reduktion des Suchraums verwendet.
Dieses Modellwissen wird mit Hilfe einer Grammatik definiert. Auf Grund
des so reduzierten Suchraums kann Grdt den Hypothesenraum vollstaendig
durchsuchen, dies ist insbesondere bei verrauschten Daten hilfreich,
da keine potentielle Hypothese verpasst werden kann.

Ziel der Arbeit ist jedoch nicht nur die Charakterisierung von

operationalen Begriffen, sondern auch deren reaktive Ausfuehrung. Neu an
diesem Ansatz ist dabei, dass symbolisches Wissen verwendet wird, um
reaktiv die Wahrnehmungen des Agenten die Handlungen determinieren zu
lassen. Dazu wurde das mehrstufiges Verfahren Sharc entwickelt, das
basierend auf operationalen Begriffen plant und diese abstrakten
Plaene auf eine operationale Basis herunterbricht und reaktiv ausfuehrt.
Dabei ist das Sharc robust gegenueber fehlerhaften Messungen und
sicher gegenueber Gefaehrdung anderer.

Die Anwendbarkeit dieser Ergebnisse wurde an Hand der Domaene der
mobilen Roboter nachgewiesen. Jedoch stellt diese Arbeit auch weitere
Anwendungen vor, die den Einsatz der entwickelten Verfahren rechtfertigen.
Year 1998
Projekt BLearn
Publicfile
Inductive Logic Programming
Robotics