Ambient Assisted Living 2 (Kopie 1)
Modul: | MINF-SE-AAL.S08 |
Semester: | Sommersemester 2008 |
Art: | PJ (6 SWS / 6 LP) |
LV-Nr.: | 0435 L 756 |
Veranstalter: | Albayrak, Kroll-Peters, Fricke |
Zeit und Ort: | Di. 12-14 (TEL 1405), Do. 10-12 (TEL 1315) |
Beginn: | 17.04.2008 |
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Gestalte deine Zukunft!
- Dienstbare Geister der Zukunft (Bild von: LEGO Central Europe)
Immer mehr Funktionen werden in Alltagsgegenstände wie Kleidung, Möbel, Wohnräume und Büros eingebettet. Daraus ist das Ambient Assistend Living entstanden. Dieser Forschungsbereich hat das Ziel, den Menschen best möglich in einer modernen Technik orientierten Welt zu unterstützen. Mit Hilfe eines Smart Butlers können Services, die in der Wohnung der Zukunft integriert sind, ihren Nutzern bequem und einfach zur Verfügung gestellt werden. Um die Möglichkeiten einer solchen Umgebung in vollem Umfang nutzen zu können, bedarf es intelligenter Benutzerschnittstellen, die einen intuitiven und natürlichen Dialog mit den Geräten und Diensten ermöglichen.
Im Projekt sollen Dienste entwickelt werden, die Benutzer in ihrer alltäglichen Umwelt unterstützen. Je nach Teilnehmeranzahl werden sowohl Dienste im häuslichen Umfeld wie unterstützende Dienste am Arbeitsplatz realisiert. Die Erbringung der Dienste kann dabei durch Roboter unterstützt werden. Verschiedene Robotertechnologien stehen dafür im Projekt zur Verfügung. Die Roboter sollen so programmiert werden, dass sie mit den Menschen kommunizieren und diese unterstützen. Bei den vorhandenen Robotern handelt es sich um Lego-Mindstorms und Sony AIBO-Roboterhunde. Es sollen personalisierte und kontextsensitive Anwendungen realisiert werden, die ihre Umgebung wahrnehmen und beispielsweise erkennen, welche Hausbewohner sich in der Nähe aufhalten. In diesem Umfeld sollen sinnvolle, Nutzen bringende Dienste entwickelt werden.
Voraussetzungen
Um an diesem Projekt erfolgreich teilnehmen zu können solltet ihr die folgenden Voraussetzungen mitbringen:
- Kreativität
- Spaß an Teamarbeit
- Interesse an der Gestaltung der Zukunft
Sinnvolle ergänzende Kenntnisse die nicht vorausgesetzt werden aber hilfreich sind:
- Robotik
- Sensorverarbeitung
- Sprachverarbeitung
- Latex
- Subversion
- Kenntnisse von Robotik Studio
- Interesse am wissenschaftlichen Arbeiten
Lernziele
- Möglichkeiten und Nutzen von Ambient Assisted Living kennen
- Einblick in die Funktionsweise autonomer mobiler Roboter bekommen
- Grundlagen der Sensordatenverarbeitung kennen
- Unterschiede zwischen RealWorld vs. Simulationen (Learning by doing)
- Theorie in die Praxis umsetzen können
- Diskutieren können: Was ist Intelligenz? Welche Ansätze gibt es, intelligentes Verhalten in Agenten zu realisieren?
- Kontrollarchitekturen für Roboter programmieren können
- Analytische Herangehensweise umsetzen
- Erlernen und umsetzen von wissenschaftlichem Arbeiten
Szenario
- Dienstbare Geister der Zukunft (Bild von: LEGO Central Europe)
Es soll ein nützlicher, intelligenter ambienter Dienst erstellt werden. Dieser soll in das "intelligente Hausumfeld" dem sogenannten Ambient Assisted Living Testbed des DAI-Labors eingebettet werden und dort die Benutzer unterstützen.
Die Umsetzung zweier Dienste steht dabei zur Auswahl für die Unterstützung der Benutzer.
- Im Ambient Assisted Living Testbed verrichtet bereits ein "intelligenter Koch" seinen Dienst: Er stellt Rezepte und Kochanleitungen zur Verfügung. Ein Robotersystem ist nun zu entwickeln und umzusetzen, welches einige der Tätigkeiten aus der Kochanleitung umsetzt. Zum Beispiel das Mischen einer Teigmenge oder das Schneiden von Gemüse.
- Im Abient Assisted Living Testbed sind einige Pflanzen aufgestellt. Diese sollen durch ein Robotersystem automatisch mit Wasser versorgt werden. Es muss sichergestellt werden, dass die Pflanzen immer genug Wasser erhalten, aber auch nicht zuviel.
Diese Dienste können entweder durch zielgerichtete Kommunikation des Benutzers mit einem Roboter erbracht werden oder autonom nach Auswertung von Sensordaten.
Je nach Anzahl der Teilnehmer im Projekt werden die beiden oben genannten Dienste implementiert. Zur Verfügung stehen dazu die abgebildeten Lego Mindstorms mit einer Vielzahl an Sensoren.
Im Projekt zeichnen die einzelnen Arbeitsgruppen für verschiedene Funktionen des Gesamtvorhabens verantwortlich:
- Die Roboter nehmen ihre Umgebung wahr und handeln entsprechend
- Die Roboter stellen verschiedene Dienste für die Benutzer zur Verfügung
- Die Roboter nutzen verschiedene Sensoren für ihre Aufgaben
Die Roboter sind von allen Gruppen gemeinsam geeignet zu konstruieren. Optional sind noch folgende Funktionen bei genügender Teilnehmerzahl zu erstellen:
- Benutzererkennung an Hand des Sprachsignals.
- Relative Positionsbestimmung der Bewohner mit Hilfe von zwei Mikrofonen
- Steuerung von Diensten mit Hilfe von Gesten.
Terminübersicht
Termin | Thema | Inhalte und Lernziele |
17.04.2008 | Organisatorisches, Ambient Assisted Living, Überblick | Darstellung des Inhaltes des Projektes |
24.04.2008 | Grundlagen Robotik, Gruppeneinteilung Themenvergabe | Ziele im Haus der Zukunft generieren |
01.05.2008 | Feiertag | |
08.05.2008 | Kommunikation mit Sensoren der Roboter | Schnittstellen der Roboter ansprechen |
15.05.2008 | AAL und Sprachbasierte Kommunikation | Möglichkeiten, Nutzen und Probleme von AAL nennen können |
22.05.2008 | Prototyp | Vorstellung der bisherigen Implementierung. |
29.05.2008 | Gesellschaftlicher Kontext | Wie sieht das Haus der Zukunft aus? Welche Dienste sind möglich? Was bedeutete das? |
05.06.2008 | Einführung in Verhaltensbasierte Robotik | Grundlagen der verhaltensbasierten Robotik |
12.06.2008 | Testen | Sinn und Zweck von Zielen für Softwareprodukte verstehen und wie diese getestet werden können:
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19.06.2008 | Vorstellung des bisherigen Projektergebnisses | Funktionierender Prototyp. Ausblick auf Rest des Semesters |
26.06.2008 | Dienste | Dienste designen |
03.07.2008 | Benutzbarkeit | Dienste benutzerzentriert testen. |
10.07.2008 | Gruppenintegration | Die Ergebnisse der Gruppen werden zu einem Projekt integriert. |
17.07.2008 | Abschlusstermin | Zusammenfassung der Projektarbeit vorstellen, mit gesammelten Erfahrungen und Bewertungen. |
Prüfungsmodalitäten
Diese Lehrveranstaltung kann in eine Prüfung in den Bereichen KI, KBS und WVA eingebracht werden.
Die Note im Projekt setzt sich aus mehreren Teilnoten zusammen, die unterschiedliche gewichtet in die Gesamtnote einfliessen:
- Projekt umsetzung (70 %)
- Abschlussbericht und -präsentation (30 %)
Organisation und Durchführung
Jede Gruppe, bestehend aus 3-4 Personen, bearbeitet Einzelaufgaben im Rahmen des Gesamtziels, AIBO-Roboter mit Fähigkeiten zur Kommunikation, Kooperation und des Lernens auszustatten. Dies beinhaltet in starkem Maße Teamarbeit, Literaturrecherche und Dokumentation, mündliche Präsentationen, gruppenübergreifende Aufgabenkoordination und nicht zuletzt die Programmierung von Sony Aibo-Robotern.
Links zum Einstieg
AIBO: www.aibo-europe.com
Mindstorms: mindstorms.lego.com/eng/Overview/MTR_AlphaRex.aspx
Robotik: de.wikipedia.org/wiki/Robotik
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 den zwei Projekten Ambient Assisted Living 1 und Ambient Assisted Living 2.
- Diplomstudenten können nur eines oder aber auch beide Projektbestandteile belegen. Master Studenten müssen beide belegen.
- Im Bachelor kann diese Veranstaltung nicht belegt werden!
Ansprechpartner
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