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Baufix und situierte künstliche Kommunikatoren

Der Sonderforschungsbereich von LiLi-Fakultät und Technischer Fakultät

Seit dem 1. Juli 1993 gibt es an der Universität den Sonderforschungsbereich (kurz: SFB) "Situierte Künstliche Kommunikatoren". In diesem Großprojekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird, arbeiten Mitglieder der LiLi-Fakultät gemeinsam mit Angehörigen der Technischen Fakultät an der Modellierung dessen, was ein Mensch leistet, wenn er in Kooperation mit einem Partner eine einfache Montageaufgabe löst. Dazu gehören die akustische Wahrnehmung des gesprochenen Wortes, die optische Wahrnehmung des Partners und der vorhandenen Gegenstände und ablaufenden Vorgänge, das Verstehen all dieser wahrgenommenen Informationen, die Formulierung eigener Äußerungen gegenüber dem Partner und schließlich die Planung und Ausführung praktischer Handlungen.

Da derartige kognitive Leistungen grundsätzlich in einer bestimmten Situation erbracht werden, der Mensch dabei also situiert ist, konzentriert sich der SFB in seiner Forschung auch auf ein spezielles Basisszenario, dessen Gegenstand ein aufgabenorientierter Diskurs ist: Es geht um den Zusammenbau eines Flugzeugmodells aus den Teilen eines Baufix-Holzbaukastens. Dabei kooperieren zwei Kommunikatoren: ein "Instrukteur", der die Montageanweisungen gibt, und ein "Konstrukteur", der die Bauteile zusammensetzt.

Baufix-Flugzeug
Das berühmte Baufix-Flugzeug aus dem SFB

Die Erkenntnisinteressen erstrecken sich dabei auf zwei große Bereiche: Im Bereich der Grundlagenforschung geht es um ein besseres Verständnis der Intelligenzleistungen, die ein Mensch erbringt, wenn er zusammen mit einem Partner eine Montageaufgabe löst. Im zweiten Bereich wird anwendungsorientiert versucht, die gewonnenen Einsichten über Prinzipien intelligenten Verhaltens für die Konstruktion von künstlichen Systemen, also Computerprogrammen oder Robotern, nutzbar zu machen.

Solche künstlichen Kommunikatoren sollen als Fernziel die Rolle eines Partners des Menschen bei der Bewältigung von Montageaufgaben übernehmen können. Dann sollen intelligente technische Systeme als Konstrukteure an Hand der sprachlichen Anweisungen eines menschlichen Instrukteurs komplizierte Baugruppen wie z.B. das Fahrwerk eines Flugzeuges herstellen können. Auf kürzere Sicht hingegen erlaubt die Forschung an künstlichen Kommunikatoren eine genauere Untersuchung der Intelligenzleistungen des Menschen. Viele dieser Leistungen laufen nämlich automatisch und unreflektiert ab und erst der Versuch einer künstlichen Nachbildung bringt klar ans Licht, welche intelligenten Leistungen zur Bewältigung einer Montageaufgabe eigentlich erforderlich sind.

Die Voraussetzung sowohl für eine genauere Untersuchung der Intelligenzleistungen als auch für deren Übertragbarkeit auf künstliche Systeme liegt dabei in der Situiertheit der Aufgabe. Auf Grund des Rahmens, der durch die spezifische Handlungssituation vorgegeben ist, sind nur bestimmte Äußerungen und Handlungen möglich und sinnvoll. Daher können Menschen die erforderlichen Leistungen in der Regel auch dann erbringen, wenn die Informationen, die ihnen mitgeteilt werden, unvollständig oder gestört sind - im Falle einer unpräzisen Handlungsanweisung zum Beispiel kann ein Mensch zu jeder Zeit den gegenwärtigen Montagezustand betrachten und durch die daraus gewonnene Zusatzinformation selbständig die verbale Anweisung ergänzen. Diese Fähigkeit wird als Robustheit eines Systems bezeichnet, und viele künstliche Systeme leiden gerade daran, dass sie eben nicht einen vergleichbaren Robustheitsgrad erreichen. Die menschliche Robustheit ist u.a. darauf zurückzuführen, dass Menschen Informationen aus verschiedenen Quellen, etwa, wie im obigen Beispiel, aus dem Gehörten und dem Gesehenen, in Beziehung setzen und integriert verarbeiten können. Diesen Eigenschaften des Menschen und ihrer Übertragung auf künstliche Systeme gilt somit das besondere Interesse des SFB.

Die verschiedenen Forschungs-Teilprojekte sind in den vier Themenbereichen "Sprachliche und visuelle Perzeption", "Perzeption und Referenz", "Wissen und Inferenz" sowie "Sprach-Handlungssysteme" organisiert. Weitere Informationen über den SFB gibt es im Internet: http://www.techfak.uni-bielefeld.de/sfb/


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