direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Logo der TU Berlin

PJ Robocup

Modul: Agent Competition: RoboCup (BINF-SWT-ACB.S10)
Semester: Sommersemester 2010
Art: PJ (4 SWS / 6 LP)
LV-Nr.: 0435 L 703
Veranstalter: Prof. Albayrak, Holger Endert
Ort und Zeit: TEL 1119, Do. 10:00-12:00, ab 15.04

---

Diese Veranstaltung wird online mit ISIS durchgeführt Bitte melden Sie sich dort an!

---

Infos zur Anmeldung, zum Einloggen finden sich hier.

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 zunächst eine generische Architektur für ein Agenten-Framework entworfen und implementiert 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 Bachelor-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)

Voraussichtlicher Veranstaltungskalender

Termin Thema Inhalte/Lernziele
15.10. Einführung in RoboCup und Organisatorisches Ziele und Forschungsbereiche von RoboCup kennenlernen, sowie einen Überblick über die diversen Ligen in RoboCup und insbesondere die 2D Simulationsliga gewinnen.
22.10. 2D Simulationsumgebung und Agenten Überblick über die 2D Simulationsumgebung (Kurzvorträge). Was sind Software-Agenten, welche generellen Architektur-Ansätze gibt es, und welche passen gut zur Simulationsliga?
29.10. 2D Simulationsumgebung Fortführung vom 22.10.
05.11. DAInamite Agenten-Framework I Genereller Aufbau eines Agenten mit diesem Framework, sowie grundlegende Komponenten und Module.
12.11. DAInamite Agenten-Framework II Das WeltModell eines Agenten in Struktur und Funktionsweise
19.11. DAInamite Agenten-Framework III Die Taktik (Action Selection) eines Agenten in Struktur und Funktionsweise
26.11. 1. Meilenstein: Penalty Shootout Turnier Die bis hierhin von den Arbeitsgruppen der Studienerenden entwickelten Taktiken für Agenten im Penalty Shootout Modus (1 Angreifer gegen 1 Torwart) werden in einem Turnier gegeneinander antreten.
03.12. 2. Meilenstein: Themenvorstellung Der 2. Teil des Semesters besitzt eine andere Struktur: Die Arbeitsgruppen werden sich eigenständig in spezielle Themenbereiche des Frameworks einarbeiten und dort Erweiterungen oder neue Konzepte Umsetzen. Beispiele sind: Taktsiche Features, Algorithmen zur Verbesserung des WeltModells, der Coach, aber auch Entwicklungswerkzeuge und Debugging-Tools.
10.12. 2. Meilenstein: Themenvergabe Die Studierenden entscheiden sich für ein spezielles Thema (wieder in Gruppen), und erarbeiten zunächst ein Proposal über die konkreten Zielstellungen. Dieses wird am nächsten Termin in einem kurzen Vortrag präsentiert.
17.12. 2. Meilenstein: Vorträge der Proposals Die Proposals werden allen Studierenden in kurzen Vorträgen vorgestellt, und eine Diskussion soll den Studierenden Feedback und Verbesserungsmöglichkeiten geben
  Weihnachten und Neujahr  
07.01. Gruppenarbeit/Sprechstunden Eigenständige Arbeit in den Arbeitsgruppen
14.01. Gruppenarbeit/Sprechstunden  
21.01. Gruppenarbeit/Sprechstunden  
28.01. Gruppenarbeit/Sprechstunden  
04.02. Gruppenarbeit/Sprechstunden  
11.02. Abschluss-Termin, Organisatorisches Die Ergebnisse der einzelnen Arbeitsgruppen werden vorgestellt. Hinweise zur Fertigstellung und Dokumentation werden gegeben.
Sem.-Ferien Verbesserung der Implementierung und Dokumentation Die Semesterfereien können genutzt werden, um alle Arbeiten (Implementierung und Dokumentation) zu verbessern.

Material / Literatur

Simulations-Software

Einstiegs-Literatur

Ansprechpartner

Dipl. Inform. Holger Endert

Copyright TU Berlin 2007