Teaching
Project: Evolution von Interaktiven Agenten/Evolution of interactive agents
Sommer Semester 2013
News/Aktuelles
- Erstes treffen/First meeting: 03.04.2013 14h ct, F-235
- Für diese Veranstaltung nutzen wir das MIN-CommSy - alle weiteren Informationen und Materialien zur Veranstaltung sind dort zu finden. Teilnehmer werden nach dem ersten Treffen frei geschaltet.
- Erste Anmeldephase/First registration period (STiNE): 14.02.2013 - 28.02.2013, 13:00h
General Information/Allgemeine Informationen |
| LV-Number: |
64-193 |
| Lecturer : |
Dr. Sven Magg, Doreen Jirak |
| Period: |
Mi/Wed 14-17, Fr/Fri 14-17 |
| Room: |
F-234/F-235 |
| Credit Hours |
6 SWS Bachelor Project |
| Language: |
Deutsch/English |
| Module: |
InfB_PJ_13.1, WiInf-BAProjekt |
Contents/Inhalte
Biologisch inspirierte Konzepte und Methoden, wie Neuronale Netze und künstliche Evolution, werden in der Informatik oft benutzt um Agenten zu generieren die intelligentes Verhalten zeigen.
Ziel ist es, Netze durch evolutionäre Mechanismen entstehen zu lassen, die es Agenten ermöglichen, durch visuelle und auditorische Kommunikation eine einfache Aufgabe zu lösen. Die Studenten entwickeln hierfür im Team eine einfache Umgebung, in der ein evolutionärer Prozess simuliert wird. Ausgehend von einer Population zufällig generierter Agenten soll durch diesen Prozess Verhalten entstehen, das visuelle und auditorische Signale benutzt. Das Verhalten eines Agenten wird durch ein Neuronales Netz erzeugt, welches gefilterte Signale der Sensoren (Mikrofon, Kamera) als Eingabe bekommt und als Ausgabe Motorkommandos erzeugt. Eine Analyse des zeitlichen Ablaufes der Evolution und der generierten Netzwerke schließen das Projekt ab.
Biologically inspired concepts and models like neural networks and artificial evolution are often used to model and generate agents showing intelligent behaviour.
Aim of this project is the generation of neural networks through evolutionary mechanisms. This enables agents to solve an easy task via visual and auditory communication. The students will develop a simple environment in a team to run an evolution simulation. Based on randomly generated agents it is possible to model a certain behaviour using visual and auditory signals. The behaviour is represented in a neural network, which maps (filtered) signals from different sensors (e.g. microphones, cameras) into motor commands. A thorough analysis and evaluation of different time steps of the evolution and the resulting networks will finally complete the project.
Objective/Lernziel
Die Studenten sollen durch praktische Aufgaben die Grundlagen evolutionärer Prozesse und neuronaler Netze und deren Verwendung in der Informatik kennenlernen. Durch das Arbeiten in Teams an einem übergreifenden Projekt werden Organisation von Teamarbeit und Konzepte des Projektmanagements vermittelt. Studenten sind nach erfolgreicher Teilnahme in der Lage, evolutionäre Methoden für Suche und Optimierung anzuwenden und haben ein vertieftes Verständnis für die Verwendung von neuronalen Netzen im Kontext von künstlichen Agenten und Robotern.
With the help of practical assignments, the students learn the basics of evolutionary processes and neural networks as well as their application in the context of computer science. In addition, the students get to know important project soft skills like time management, team work, and project management. After successful completion of the project, the students are able to apply evolutionary methods to problems occurring manifold in computer science like search and optimization techniques and will have a deeper understanding of neural networks in the context of artificial agents and robots.
Procedure/Vorgehen
Zunächst werden die Thematik und die benötigten Techniken vorgestellt. Einzelne Fragestellungen z.B. bzgl. der verwendeten Programmiersprache und der Simulationsumgebung werden im Plenum diskutiert. Die praktische Bearbeitung der Aufgaben erfolgt dann in Teams von jeweils 2-3 Studierenden die jeweils Teilaspekt der Gesamtaufgabe implementieren. Nach der Integration der einzelnen Teile werden gemeinsam Simulationen durchgeführt und die Entwicklung der simulierten Agenten beobachtet und dokumentiert. Die Analysen des zeitlichen Ablaufs verschiedener Simulationsläufe und der entstandenen Neuronalen Netzwerke werden am Ende wieder im Team durchgeführt und in einer Abschlußpräsentation vorgetragen.
The first part contains introduction of the topic and presentation of techniques required throughout the project. Individual open questions like preferred programming language and simulation environment will be discussed with the students. The practical part will be solved within a team of 2-3 students, each group implementing individual aspects of the given task. After integration of the modules, the simulation and the agents development will be both observed and documented in the whole project group. The analysis of the temporal progress of different simulations and the resulting neural networks will be again part of the team work. The results will be demonstrated in a final presentation.
Literature/Literatur
- Nolfi, S., Mirolli, M., editors. Evolution of Communication and Language in Embodied Agents. Springer Berlin, 2010. Online available
- Eiben, A. E., Smith, J. E. Introduction to evolutionary computing. Springer, 2003.
- Rojas, R. Neural networks: a systematic introduction. Springer, 1996. Online available
Material
- Webots: http://www.cyberbotics.com
Additional material for this course can be found within the MIN-CommSy portal:
Informatik-CommSy: WTM: Evolution von Interaktiven Agenten 2013
