Prof.Dr.D.Reichardt
Studienarbeiten für 2005/2006
Beschreibung der Studienarbeiten
 | Wahrscheinlichkeitsnetze - Entwurf, Implementierung und Dokumentation von Übungsbeispielen [5731] |
| Beschreibung: | |
| Probabilistische Netze sind eine verbreitete Methode zur Modellierung von Zusammenhängen und zur Klassifikation. Sie sind Bestandteil der Vorlesung "Wissensbasierte Systeme". In dieser Arbeit soll der Umgang mit dem Tool Netica erlernt und anhand von Beispielen vermittelt werden. Netica ist ein grafischer Netz-Editor, dessen Ergebnis in JAVA und C eingebunden werden kann. Beispielprogramme dazu sollen in Absprache entwickelt und implementiert werden. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java oder C/C++ | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 | |
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 | Sprechende Augen - Bewegtbildanalyse zur Messung von Augenbewegungen [5711/5712] |
| Beschreibung: | |
| Die Arbeit ist Bestandteil und erster Schritt zu einem Versuch, die "Sprechenden Augen" nach Milton Erickson zur Deutung nonverbaler Hinweise auf aktive Repräsentationssysteme des Menschen in Form eines Klassifikationssystems abzubilden.(Klingt kompliziert: hier etwas Hindergrundinfo von www.zeitzuleben.de). Inhalt der Arbeit ist jedoch der erste Schritt, d.h. eine Erstellung von Bildsequenzen (Graustufenbild) in einem geeigneten Bildformat, Entwicklung eines Algorithmus zum Auffinden eines Auges im Bild sowie ein erster Versuch zur relativen Positionsbestimmung der Pupille. Mögliche Unterteilungen in Studienarbeiten:
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| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java oder C/C++, (Interesse an Bildverarbeitung) | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| zwei Gruppen a 2 Personen | |
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 | Autonome Robotersteuerung mit dem SONY AIBO [5716,5721,5719] |
| Beschreibung: | |
| Es sollen erster Schritte zur Ansteuerung des AIBO Roboterhundes unternommen werden und die Sensorinformationen ausgelesen werden. Aufgabe: Programmierschnittstelle eruieren und an kleinen Beispielen Interaktion mit dem Roboter ermöglichen. Die OPEN-R SDK (hier: Doku/Sample) soll eingesetzt werden. Es wäre hilfreich, sich bereits vor Semester 5. mit mir bzgl. genauerer Aufgabenstellungen und Voraussetzungen in Verbindung zu setzen. Mögliche Unterteilungen in Studienarbeiten:
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| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Interesse an Robotik, C/C++ | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| bis zu 6 Gruppen a 2 Personen (unterschiedliche Aspekte s. oben) | |
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 | Running Dinner [5723] |
| Beschreibung: | |
| Ziel der Studienarbeit ist es ein agentenbasiertes Programm zu entwickeln mit dem es möglich ist Teamkonstellationen, mit dem Ziel der optimalen Wegstrecke aller Teilnehmer, für ein „Running Dinner“ zu bilden. 2 Personen bilden dabei ein Team und sollen sich an 3 verschiedenen Orten mit jeweils 2 anderen Teams treffen, wobei Mehrfachtreffen mit anderen Teams unterbunden werden sollen. Bei den entstehenden Kombinationen ist darauf zu achten, dass die Wegstrecken zwischen den Treffpunkten einen festgelegten Maximalwert nicht überschreiten.Betrachtet man die Abbildung so trifft sich das Team 1 an den Orten H1,V2 und N1 mit den Teams 4,8,7,5,2,3. Analog dazu trifft sich Team 3 mit den Teams 6,7,1,2,9,4 an den Orten H3, V2, N3.Das Aushandeln der einzelnen Kombinationen und der Treffpunkte soll dabei durch die Agenten selber erfolgen. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Programmierkenntnisse (C/JAVA/PHP) | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 | |
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 | Job Shop Scheduling Simulation [5715] |
| Beschreibung: | |
| Ein komplexes, in der Produktion häufig auftretendes Problem ist das so genannte 'job shop scheduling' Problem (JSSP). Es geht im wesentlichen darum, Aufträge auf Maschinen zu verteilen, die aus mehreren Komponenten bestehende Produkte fertigen. Diese Verteilung gilt es zu optimieren. Effiziente klassische Algorithmen gibt es dafür nicht, so dass heute gerne Agentensysteme eingesetzt werden. In der Studienarbeit soll ein Szenario einer Fabrik entworfen und realisiert werden, in der dieses Problem mit Hilfe von Agenten gelöst werden kann. Exemplarisch sind Agenten zu realisierten um die Funktionsweise zu prüfen. Ziel ist es, diese Simulation in der Lehre zu praktischen Übungen später einsetzen zu können. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java oder C/C++ | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 | |
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 | Entwurf und Implementierung einer sprachbasierten Emotionserkennungssoftware [5725] |
| Beschreibung: | |
| Märchen und Nachrichten werden mit unterschiedlicher Stimme und Betonung gelesen. Auch ohne den Inhalt zu verstehen sind wir in der Lage, die Emotionen eines Menschen aus dessen Stimme zu erkennen. Zumindest ist dies tendentiell möglich. In dieser Studienarbeit soll eine Software entworfen werden, welche eine Audiodatei analysiert und einige für die Klassifikation wichtige Eigenschaften (Features) aus Stimmen extrahiert. Diese Information soll später zusammen mit Mimikerkennung zur Emotionsklassifikation eingesetzt werden. Eine Anwendungsidee: Wenn Sie einen Vortrag einüben könnte das System Ihnen Feedback über Ihre Wirkung beim Zuhörer geben. Optional wird dies auch während der Aufnahme der Stimme in Echtzeit realisiert. Aufbauend auf einer vorhandenen Studienarbeit soll in dieser Arbeit eine Klassifikation von Emotionen durchgeführt werden und Anhand von Probeaufnahmen verifiziert werden. Optional ist die 'online' Auswertung des Sprachsignals. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java/C/C++, (Medientechnik) | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 | |
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 | New Fungus Eater Experiments - Erweiterung einer Agentensimulation mit JADE [5726] |
| Beschreibung: | |
| Die JADE - Entwicklungsplattform (Java Agent Development Framework) für Agentensysteme soll für ein Beispielsystem eingesetzt werden. Dieses Beispiel soll später im Lehrbetrieb verwendet werden. JADE ermöglicht es mobile Agenten zu programmieren, diese kommunizieren zu lassen und sich zwischen verschiedenen Rechnern zu bewegen. Der 'Fungus Eater' ist eine in einer vorangegangenen Arbeit implementierte Beispielanwendung und ein Gegenstand der KI-Forschung. Aufgabe der Arbeit ist die Entwicklung von (emotionalen) Agenten in diesem Szenario und die Untersuchung der auftretenden Handlungsweisen (u.a. Teamstrategien etc.). Die Programmiersprache ist JAVA. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java, (Multiagentensysteme / Vorlesung MMDI im 4.Semester erwünscht) | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 (bei unterschiedlichen Anwendungsaspekten ggf. teilbar in zwei Gruppen) | |
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 | Entwicklung eines Computerspiels mit intelligenten, kooperierenden Computergegnern [5724] |
| Beschreibung: | |
| Fokus dieser Arbeit ist der Entwurf eines Computerspiels. In diesem Entwurf steht die 'künstliche Intelligenz' der Computergegner im Vordergrund. In einer ersten kreativen Phase wird die Spielidee entwickelt, die später umgesetzt werden soll. Eine Teilung der Arbeit in mehrere Gruppen (u.a. auch zur Erstellung einer Grafik) ist denkbar. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java, Spielinteresse, Interesse an künstlicher Intelligenz | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 Gruppen a 2 Personen | |
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 | LifeSim - Simulation einer virtuellen Welt mit Hilfe von KI Techniken [5727] |
| Beschreibung: | |
| In dieser Arbeit geht es um den Entwurf und die Realisierung einer virtuellen Phantasiewelt, in der sich künstliche Wesen bewegen, die sich weiterentwickeln können, Feinde haben können, Gruppen bilden können etc. Das Thema Artificial Life wird während des BA-Studiums selten adressiert kann hier jedoch neben Techniken wie 'Genetische Algorithmen' einfließen. Am Anfang der Arbeit steht die Einarbeitung in KI-Techniken sowie der kreative Akt eines (sinnvollen) Entwurfs der Welt mit Handlungsoptionen etc. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java, Kreativität, Interesse an künstlicher Intelligenz | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 Gruppen a 2 Personen | |
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 | Verkehrssimulation mit Hilfe eines Agentensystems [5722] |
| Beschreibung: | |
| Es wird ein konkretes Autobahnnetz vorgegeben. In diesem Netz bewegen sich Agenten mit unterschiedlichen Eigenschaften (PKW,LKW,Motorrad,Fahrertypen etc.) und Zielen. Es soll nun realitätsnah simuliert werden, wie sich das Verkehrsaufkommen entwickelt. Dabei handelt jeder Agent selbständig und autonom. Eine übergeordnete Instanz misst das Verkehrsaufkommen und zeigt dieses an. Als weitere Option kann den Agenten eine Stauinformation übermittelt werden, so dass diese ggf. ihre Routenplanung ändern können. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java (ggf. C/C++), (Multiagentensysteme / Vorlesung MMDI im 4. Semester erwünscht) | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 Gruppen a 2 Personen | |
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 | Entwicklung von Komponenten eines Online-Learning Systems [5728] |
| Beschreibung: | |
| Zur Unterstützung von Vorlesungen soll ein Online-Learning System entwickelt werden. Einzelne Module umfassen Lehreinheiten, welche mit Multimedia-Unterstützung (Video/Flash-Animation) Inhalte vermitteln und veranschaulichen sollen. Gefragt ist ein Konzept, welches u.a. einfache Modelle des Benutzers aufnehmen kann und modular gestaltet ist. Selbsttests sind zu integrieren und Statistiken zu erstellen. Anwendungsthemenfelder: Einführung in LISP (Erweiterung eines bestehenden Moduls) und PROLOG, etc. (Themen werden besprochen). Die Aufgabe ist auf mehrere Gruppen verteilbar. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Flash, PHP, Perl, Javascript, Java (Applets) | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2-3 Gruppen a 2 Personen | |
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 | Simulation von Kooperation emotionaler Agenten in Axelrods iteriertem Gefangenendilemma [5713] |
| Beschreibung: | |
| Robert Axelrod entwarf 1981 ein Szenario für eine iterierte Version des aus der Spieltheorie stammenden Gefangenendilemmas. Als beste Strategie stellte sich damals das einfach gehaltene TIT-FOR-TAT heraus. Inhalt dieser Arbeit ist es, ein Szenario zu implementieren, welches das Originalszenario von Axelrod nachbildet und dann erweitert. Insbesondere sollen teilnehmende Strategien über mehrere Generationen verfolgt werden, um deren Durchsetzungsfähigkeit zu testen. Neben den klassischen Strategien wird ein Grobkonzept eines emotionalen Spielers implementiert und dessen Verhalten in der Simulation beobachtet. | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| Java, (Multiagentensysteme / Vorlesung MMDI im 4. Semester hilfreich) | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 Gruppen a 2 Personen | |
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 | Verfolgung von Objekten in Bildfolgen [5729] |
| Beschreibung: | |
| Das zukünftige Ziel: In Videos (bzw. direkt von der Kamera) sollen Objekte entdeckt und verfolgt werden. Erste Schritte in diese Richtung sollen in dieser Arbeit unternommen werden. Aufgaben sind dabei: Auslesen von Kamerabildern, Analyse dieser Bilder im Hinblick auf gesuchte Objekte (Form und/oder Farbe als Hauptmerkmal), Verfolgung dieser Objekte in Bildfolgen. Spätere Anwendung: Verfolgen eines Kopfes und der Gesichtsmerkmale zur Mimikklassifikation (nicht in dieser Arbeit zu erreichen - wäre sonst der sichere 1.0 Bonus). Die Aufgabe ist teilbar, da mehrere Ansätze einsetzbar sind (u.a. optischer Fluss etc.). | |
| Empfohlene Kenntnisse: | |
| C/C++ (Java nur bedingt einsetzbar / Echtzeit), Interesse an Bildverarbeitung | |
| Anzahl Studierende (max.): | |
| 2 Gruppen a 2 Personen | |
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