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Bielefelder Informatiker auf dem Weg zu tragbarem visuellen Gedächtnis

19.05.2004 - (idw) Universität Bielefeld

Kooperation mit Erlangen, Graz und Surrey
Einladung zum Demo-Workshop in Pommersfelden am 26. und 27. Mai

Intelligente, selbst lernende Maschinen, die sich in alltäglichen Umgebungen zurechtfinden, sich an ihre Benutzer anpassen und uns den Arbeitsalltag erleichtern, sind ein noch immer unerreichtes Ziel der Forschung zur künstlichen Intelligenz. In einem von der EU geförderten Projekt verfolgen Informatiker an der Universität Bielefeld zusammen mit Kollegen von drei weiteren europäischen Instituten jetzt neue Wege, um dieses Ziel zu erreichen. Die Forscher entwickeln so genannte kognitive Systeme, die Information aus der Umwelt aufnehmen, bewerten und kategorisieren, um sie für den Benutzer aufzuarbeiten. Gemeinsam mit ihren Kollegen in Erlangen, Graz und Surrey arbeiten die Bielefelder an einem tragbaren künstlichen Gedächtnis, das helfen soll, Fragen wie "Wo habe ich meine Schlüssel gelassen?" im Handumdrehen zu beantworten.

Beim Ortstermin im Bielefelder 'VAMPIRE-Büro' trägt Informatiker Marc Hanheide einen Bergsteigerhelm, an dessen Stirnseite zwei Kameras befestigt sind, die an künstliche Augen erinnern. Darunter ist ein Display angebracht, das Hanheides Augen völlig verdeckt, über das er aber die Bilder sieht, die die beiden Kameraaugen aufnehmen. "Auch wenn es noch etwas unbequem wirkt", erklärt Projektkoordinator Professor Gerhard Sagerer, "macht dieses Gerät klar, warum unser Projekt 'VAMPIRE' heißt: Einerseits erforschen wir aktive, visuelle Gedächtnisprozesse (Visual Active Memory Processes). Andererseits entwickeln wir Techniken zur interactiven Abfrage von Information (Interactive REtrieval)." Hanheide demonstriert, was damit gemeint ist: Er blickt auf den Schreibtisch vor ihm und zeigt auf das Telefon. Auf einem Bildschirm können die Zuschauer verfolgen, welche Bilder er in das Display eingespielt bekommt. Zu sehen ist ein virtueller Zeigestock, der Hanheides ausgestreckten Zeigefinger in Richtung des Telefons verlängert. Scheinbar weiß das System aber noch nichts über Telefone, denn im Display erscheint die Bitte, das Objekt im Fokus zu benennen. Nachdem Hanheide also per Tastatur die Bezeichunung 'Telefon' eingegeben hat, ertönen einige kurze Klickgeräusche, wie man sie vom Fotografieren kennt. Das System nimmt Bilder des Telefons auf und generiert daraus eine abstrakte Beschreibung, die es ihm fortan ermöglicht, das Telefon selbstständig zu erkennen. Und als Hanheides Blick kurze Zeit später erneut über das Telefon gleitet, erscheint im Display ein entsprechender Name.

"Durch Interaktion mit dem Benutzer konnte unser System also lernen, wie ein Telefon aussieht, und ist fortan in der Lage, dieses Objekt wiederzuerkennen", unterstreicht der Bielefelder Informatiker Gerhard Sagerer. Möglich wird diese Leistung durch die Verschaltung verschiedenster Algorithmen und Techniken. Zum einen werden an den Universitäten in Erlangen und Graz Methoden entwickelt, mit denen sich Objekte über längere Bildsequenzen hinweg visuell verfolgen lassen. Die Informatiker sprechen hier von "tracking". Andererseits kommen künstliche neuronale Netze zum Einsatz, um das Aussehen von Büroobjekten zu lernen, so dass sie anschließend wiedererkannt werden können. Ein spezielles, an der Universität Bielefeld entwickeltes Verfahren führt hier zu besonders kurzer Lernzeit. Und mit ihren Kollegen von der Universität in Surrey bei London entwickeln die Bielefelder Forscher wahrscheinlichkeitstheoretische Verfahren, bei denen auch Umgebungsinformationen in die Erkennung von Objekten oder Handlungen einfließen. Die Forscher nennen dies den "räumlich-zeitlichen Kontext" und betonen, dass die Einbeziehung solcher Kontextinformation die Erkennungsleistung des Systems wesentlich robuster macht.

Am 26. und 27. Mai laden die Forscher zu einem Workshop im Schlosshotel Pommersfelden (Kreis Bamberg) ein, auf dem sie ihre Ziele und ersten Ergebnisse vor Vertretern der europäischen Hochtechnologieindustrie vorführen wollen. Denn sie sehen vielfältigste Anwendungen für ihre Technologien. Visuelle Gedächtnisse und intelligente Informationsaufarbeitung könnten zum Beispiel in der industriellen Montage oder Verkabelung von Maschinen zum Einsatz kommen, oder sie könnten in Autos eingebaut werden, die dann in der Lage wären, Gefahrensituationen selbstständig zu erkennen. "Es ist ein erklärtes Ziel der europäischen Gemeinschaft, besonders solche Forschung zu fördern, die mittelfristig industriell verwertbar ist", betont Sagerer und fährt fort: "Bei VAMPIRE glauben wir genau das zu erreichen und wollen dies auch der Industrie demonstrieren und mit ihr diskutieren."

Programm des Workshops unter: www.vampire-project.org/events/IndustryWorkshop/.

Kontakt: Prof. Dr. Gerhard Sagerer, Universität Bielefeld, Technische Fakultät, Telefon: 0521/106 2935.

Pressemitteilung Nr. 86/2004

Universität Bielefeld
Informations- und Pressestelle
Dr. Gerhard Trott
Telefon: 0521/106-4145/4146
Fax: 0521/106-2964
E-Mail: gerhard.trott@uni-bielefeld.de
Internet: www.uni-bielefeld.de
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