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Alfred Schurmann


WIE DEN MOTIVIERTEN AUTONOMEN ROBOTER HERSTELLEN?

          Allgemeine Idee wie man einen motivierten autonomen Roboter herstellen kann ist in "Neuer motivierter Industrie Roboter" (in St1) gegeben. Hier behandle ich genauer diese Frage.
          Technisch wäre es einfacher zuerst einen Industrie Roboter herzustellen, weil seine Umgebung nicht so komplex ist. Die experimentelle Anwendung solcher Roboter wäre jedoch relativ teuer.
         Aus Kosten Gründen ist die Herstellung eines Haushaltsroboters günstiger; und in der experimentellen Phase kann der Haushaltsroboter keinen großen Schaden machen. Auch die Nachfrage nach solchen Robotern wäre sehr groß.
        Wenn man einen funktionierenden und zuverlässigen Haushaltsroboter hätte, wäre es leicht und ohne große Kosten auch einen zuverlässigen Industrieroboter herzustellen.

    Die Herstellung eines motivierten voll-autonomen Hauhaltsroboters kann in folgenden Schritten realisiert werden:

1.a)  Technischer Entwurf eines Roboters der:
i)       Elementare Fort-, Rückwerts- und Seitenbewegungen ausführen kann, in einer Wohnung oder einem Haus.
ii)       Zwei Arme mit Greifhänden hat (mit 7 dof, d.h. Freiheitsgrade, Engl.: degrees of freedom) mit denen er (gesteuert durch Programme) elementare Arm- und Greifbewegungen ausführen kann. Eine Greifhand kann mindestens 2 kg heben. Sowohl die elementaren Bewegungen in (i) als auch die elementaren Arm- und Greifbewegungen sind elementare Operationen die von Parametern abhängen, z.B. Geschwindigkeit, Richtung,Stärke.
iii)       Mittels Programmen (z.B. neuronale Netze) visuelle Muster von Objekten bildet und einzelne Objekte im Raum erkennt (das sind auch elementare Operationen des Roboters).
iv)       Bewegungsmuster von Objekten in seiner Umgebung bildet, nach denen er Objektbewegungen erkennt (eine weitere Erkennungsoperation).
v)        Beobachtungsoperationen ausführen kann.
vi)        Einen Monitor und Tastatur hat, so daß man mit ihm schriftlich kommunizieren kann.

1.b) Entwurf, den in (a) gesagten Roboter zu einem motivierten voll-autonomen Roboter zu machen, nach meiner Methode dargestellt in  
#        WIPO (World Intellectual Property Organization), deutsch: Determination und Kontrolle der Aktivitäten eines emotionalen Systems; Internat. Patentanmeldung   PCT/DE2002/004172; Internat. Veröffentlichung: WO 2004/044837 A1 ,27 Mai 2004,
#        US Patent and Trademark Office, englisch: Determination and control of activities of an emotional system, U.S.A. Patent No.: US 7,024,277 B2, 4 April 2006,
#        UK Patent Office: UK Patent No: GB 2409734 A; gedruckt durch UK Patent Office: Aplication No.: GB 0305707.2.

Die wichtigsten Punkte dieses Entwurfes:
vii)      Anpassung der gesagten Methode zum Roboter:
-     die Bedürfnisse des Roboters bestimmen (die Bedürfnisse sind die Domänen in denen der Roboter aktiv ist),
-     nur reaktive Motivation anwenden,
-     die Rahmen der Umgebung eines Haushaltsroboters und der Aktivitäten des Roboters bestimmen.
viii)     Die Baumstruktur der Wissensbasis für Objektmodelle bilden, insbesondere abstrakte und konkrete Objektmodelle bilden, so daß schneller Zugriff und schnelle Erkennung von konkreten Objekten in der Umgebung möglich ist.
ix)      Wissensbasis für Situationsmodelle bilden, insbesondere Situationsmodelle die in Aktivitätsschemas benutzt werden bilden (jedes Objektmodell im Situationsmodell muß in (viii) gebildet werden).
x)       Entwürfe für Programme für Erkennung von Objekten und Situationen herstellen (auch für Erkennung von Situationen gibt es einen nicht sehr komplizierten und schnellen Algorithmus).
xi)      Entwürfe für Aktivitätsschemas, für Aktivitäten die der Roboter ausführen soll, in folgender Weise entwickeln:
-       mittels den in (i) - (vi) gesagten elementaren Operationen/Bewegungen, elementare Subaktivitäten entwickeln, z.B. Greifen einer Tasse, Greifen eines Messer, Einstellen und Ausschalten von Schaltern/Tasten, Armbewegungen zu einer gegebenen Stelle eines Objektes wenn der Roboter am Objekt ist, ein Objekt erreichen wenn keine Hindernisse sind, ein Objekt umgehen;
-       mittels gesagten elementaren Operationen/Bewegungen und schon entwickelten Subaktivitäten, neue Subaktivitäten entwickeln;
-       mittels den entwickelten Subaktivitäten einfache Aktivitätsschemas entwickeln,
-       mittels den entwickelten Subaktivitäten und einfachen Aktivitätsschemas, mehr komplexe Aktivitätschemas entwickeln;
xii)      Entwurf eines Dialogsystems zwischen dem Roboter und deren Benutzer entwickeln; insbesondere einfache Satzmuster und deren Deutung bilden, mittels denen der Roboter sehr einfache Sätze benutzen kann.

Punkte (1.a) und (1.b) sollten gleichzeitig entwickelt werden

2. Den in (1.a) gesagten Roboter herstellen, und die in (1.b) gesagte Software herstellen und in den Roboter implementieren.

3. Experimentelle Benutzung des so hergestellten motivierten voll-autonomen Haushaltsroboters.

4. Weitere Entwicklung des Roboters; insbesondere im Softwarebereich:
-       mehr und genaueres Wissen über Objekte und Situationen in die Wissensbasis einbauen;
-       ein logisches Denksystem in den Roboter implementieren, so daß er einfache Denkprozesse über Objekte und Situationen in seiner Umgebung ausführen kann;
-       mehr Satzmuster bilden, so daß der Roboter mehr Sätze in natürlicher Sprache verstehen und benutzen würde.

Dr. A.Schurmann                                                                                            18 Dezember 2006

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