Robocup 1
| Modul: | MINF-IS-IAS.S08 |
| Semester: | Sommersemester 2008 |
| Art: | PJ (6 SWS / 6 LP) |
| LV-Nr.: | 0435 L 703 |
| Veranstalter: | Prof. Albayrak, Holger Endert |
| Zeit: | Dienstag, 10:00-12:00 |
| Raum: | EMH 025 |
| Beginn : | 22.04.2008 |
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Beschreibung
Der jährlich stattfindende Robocup, bei dem zwei Roboterteams gegeneinander Fußball spielen, ist ein Standard-Versuchsfeld für die Forschung auf dem Gebiet der Agententechnologie. Die Robocup-Organisation (www.robocup.org) veranstaltet jährlich mehrere Wettbewerbe für Roboter unterschiedlicher Größen. Besondere Bedeutung für die KI-Forschung hat die Simulation League (2D & 3D), bei der die physikalischen Gegebenheiten des Fußballs nur simuliert werden und die elektrotechnischen und mechanischen Probleme des Roboterbaus ausgeblendet bleiben. Dadurch ist es möglich, sich ausschließlich auf die „klassischen“ Herausforderungen der Künstlichen Intelligenz, wie Kooperation, Planen, Lernen, etc., zu konzentrieren.
In diesem Projekt werden sich die Studierenden in existierende Agenten-Frameworks für die Robocup Simulationsliga (2D) einarbeiten, um die Bestandteile und Komponenten sowie deren praktische Realisierung zu verstehen. Auf dieser Grundlage soll die vorhandenene DAInamite-Architektur für ein Agenten-Framework erweitert werden. Dabei sollen die folgenden funktionalen Aspekte berücksichtigt bzw. integriert werden:
- Modularität: Ein Agent soll die Summe seiner Komponenten sein, welche sich einfach durch Konfiguration austauschen lassen. Komponten sind Weltmodell, Taktik, Aktionen, Client und Parser (Perception), Synchronisation, sowie strukturen für Rollen, Ziele, Intentionen und Teamwork.
- Da Robocup ein ideales Testbett für Künstliche Intelligenz ist, soll die Architektur ein Interface für Reinforcement Learning und Planning anbieten. Diese soll es erlauben, gelernte Verhalten auf einfache Weise in das Framework zu integrieren. Weiterhin sollen auch Lernalgorithmen direkt im Agenten ausgeführt werden können.
- Visualisierung und Testen (Tools): Um das Verhalten der Robocup-Agenten nachvollziehen zu können, soll ein Visualisierungs-Tool erstellt werden. Dieses besitzt eine generische Schnittstelle, in welche die Agenten ihren internen Zustand ablegen können. Geeignete Visualisierungs-Methoden stellen diese Zustände dar, und liefern somit Einblick in die Abläufe der Agenten.
Da die 2D-Simulationsliga bereits fortgeschritten ist, existieren für jedes dieser Aufgaben verschiedene Lösungsansätze. Diese werden in der Gruppe evaluiert und die geeigneten Verfahren/Methoden werden ins Framework aufgenommen. Nachdem das Framework fertig gestellt ist, sollen die Studenten eine prototypische Implementierung eines Teams entwickeln, und evaluieren, ob die umgesetzten Konzepte und Komponenten den Anforderungen und erwartungen entsprechen.
Lernziele
Nach erfolgreichem Abschluss dieses Kurses sollen die Studenten folgende Fähigkeiten erworben haben:
- Theoretische und praktische Kenntnisse zur Implementierung von Agenten-Architekturen, sowie deren Bewertung bezüglich funktionaler Anforderungen (Echtzeit, unpräzise Sensoren und Aktoren)
- Erfahrung im Umgang mit Agenten-Simulationen
- Programmieren mit Java
- Arbeiten im Team an einer komplexen Aufgabe (SVN)
- Wissenschaftliches Evaluieren von Ergebnissen
Voraussetzungen
- Abgeschlossenes Vordiplom oder Master-Student in Informatik oder einer verwandten Studienrichtung
Hilfreiche Kenntnisse (nicht zwingend erforderlich):
- Sicherer Umgang mit Java, Eclipse und SVN
- Kenntnisse aus AOT oder ähnlicher Lehrveranstaltung
- Maschinelles Lernen, Plan-Algorithmen
- Teamarbeit
- Unix-Erfahrung (die Simulations-Umgebung läuft hauptsächlich unter Unix)
Projekt-Ablauf
| Datum | Thema |
| 22.04. | Einführung und Überblick Bericht: RoboCup German Open |
| 29.04. | Vorstellung des Dainamite-Frameworks, Vergabe von Vortragsthemen (zum Framework und zur Simulation), Gruppenbildung |
| 06.05. | Seminarvorträge: Simulationsumgebung Einführung: Tools (SVN, Maven, Spring) |
| 13.05. | Seminarvorträge: Framework I (Agent, Weltmodell) Einführung: Tools (SVN, Maven, Spring) |
| 20.05. | Seminarvorträge: Framework II (Aktionen, Taktik) Implementierungsrichtlinien für RoboCup |
| 27.05. | Vergabe der Projektaufgaben, |
| 03.06. | Rückfragen, Hilfen |
| 10.06. | Vorstellung der Proposals |
| 17.06. | Rückfragen, Hilfen |
| 24.06. | Rückfragen, Hilfen |
| 01.07. | Meilenstein 1: Erster Prototyp der Aufgabe |
| 08.07. | Rückfragen, Hilfen |
| 15.07. | Meilenstein 2: Prototypische Implementierung (bis Ende der Semesterferien, siehe unten) Bericht: RoboCup WM |
Endgültige Abgabe aller Arbeiten ist am Ende der Semesterferien, üblicher Weise am Anfang der letzten Woche in der vorlesungsfreien Zeit. Bis dahin kann die Dokumentation und die prototypische Implementierung verbessert werden.
Material / Literatur
Simulations-Software
- Robocup Soccer Server (RCSSServer und RCSSBase, Dainamite-Team)
Teams
- Teilnehmer der WM 2007 in Atlanta
- DAInamite Team-Seite: www.dainamite.de
Einstiegs-Literatur
- Robocup Projekt-Seite
- Server manual
- Master Thesis on Development of Robocup Agents (Jelle Kok)
- Dainamite Team Description
Informationen zum Modul
- Dieses Modul kann sowohl von Studierenden im Diplom als auch in den Masterstudiengängen Informatik und Technische Informatik belegt werden.
- Das Modul besteht aus drei 2-semestrigen Projekten, die von Masterstudierenden alternativ (als Wahlpflichtanteil) belegt werden.
- Dieser Wahlpflichtanteil besteht aus den Projektteilen Robocup 1 und Robocup 2.
- Diplomstudenten können dieses Projekt auch nur über ein Semester belegen. Master Studenten müssen beide Projekte absolvieren.
- Im Bachelor kann diese Veranstaltung nicht belegt werden!
Ansprechpartner
Dipl. Inform. Holger Endert
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