Interaktive Dialogsysteme

Das Thema der vorliegenden Arbeit kann mit den folgenden drei Hauptfragen zusammengefasst werden: (1) was ist Dialog, (2) welche charakteristische Merkmale hat der Dialog und (3) was ist notwendig, um Dialog erfolgreich mit Hilfe von Maschinen (Computersystemen) zu simulieren. Die Arbeit wurde in der Hoffnung geschrieben, dass sie als Basis und Ausgangspunkt für weitere Forschungen in den bezeichneten wissenschaftlichen Gebieten benutzt werden kann, wie auch in der Hoffnung, dadurch die Aufmerksamkeit von Sprachwissenschaftlerinnen und Germanistinnen auf Forschungsperspektiven und Herausforderungen in diesem Gebiet zu lenken. Dabei wird auch gezeigt, wie weit die theoretischen Grundlagen, die sich auf zwischenmenschliche Dialogformen beziehen, in interaktiven Dialogsystemen implementiert werden können; welche zusätzliche Mittel notwendig sind, um solche Systeme menschenähnlicher in der Dialogkommunikation zu machen. Die Frage nach interaktiven Dialogsystemen wird vor allem aus pragmatischen Gründen gestellt, denn mit der Entwicklung der Computertechnologie werden auch die Einsatzmöglichkeiten für Computer immer mehr. Das führt dazu, dass viel mehr Menschen, vor allem Nicht-Experten, am Computer arbeiten. Die Kommunikation mit dem Computer läuft allerdings, mit Ausnahme der Erfindung und Einführung der Maus in den 1960er/1970er, bis heute noch vor allem über die Konsole (Tastatur/Monitor). Die menschliche Dialogfähigkeit zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, typische Organisationsprinzipien des Dialogs zu erkennen und anzuwenden. Die Prinzipien betreffen einerseits die kognitiven Fähigkeiten des Menschen, andererseits unterschiedliche formale Aspekte. Ein Dialogsystem sollte also diese menschliche Dialogfähigkeit in unterschiedlichen kommunikativen Situationen nachahmen können. Eben aus diesem Grund steht einerseits der Dialog als Kommunikationsmittel im Zentrum der vorliegenden Diplomarbeit, andererseits aber die Frage, wie ein gesprochener Dialog mit einem Computersystem und in welchem Ausmaß möglich wäre

Erklärungsmodell zur Beurteilung der betriebswirtschaftlichen Vorteilhaftigkeit von E-Business-Transaktionen im BTOC-Bereich unter besonderer Berücksichtigung der Gestaltung des Frontend-Bereiches

Mängel in der Ergonomie können Online-Angebote hinsichtlich der Intensität ihrer Inanspruchnahme durch Bankkunden erheblich negativ beeinflussen und das selbst dann, wenn die Grundvoraussetzung – das Offerieren eines Nutzens - erfüllt ist. Damit werden wichtige Potenziale zur Kundenbindung sowie zur Automatisierung banktechnischer Prozesse verschenkt. Die durchgeführte Untersuchung deckte häufig auftretende Gestaltungsmängel auf, welche die Benutzerfreundlichkeit und Gebrauchstauglichkeit von Websites beeinträchtigen. Die vorgenommene Auswahl aus der Gesamtheit aufgedeckter Normverletzungen sollte die Vielschichtigkeit von Aspekten veranschaulichen, die bei der Entwicklung kundenfreundlicher Online-Angebote im Finanzdienstleistungsbereich zu berücksichtigen sind. Sie sind jedoch bei weitem nicht erschöpfend. Die häufigsten Verstöße gegen die Normen zur Gestaltung ergonomischer Benutzerschnittstellen wurden bei der Informationsdarstellung, in der Benutzerführung sowie bei der Dialogführung mittels Menü registriert. Wie gezeigt werden konnte, bot das ErgoNorm-Prüfverfahren eine praktikable Vorgehensweise, um Nutzungsprobleme festzustellen, deren Ursachen zu untersuchen und ihre Auswirkungen auf die Nutzungsqualität zu beurteilen. Die software-ergonomischen Normen lieferten eine geeignete Basis zur Ableitung von Gestaltungsempfehlungen, um vorliegende Mängel zu beseitigen. Die konsequente Einhaltung von Normen hilft, schwere Usability-Fehler und teure Redesign-Zyklen zu vermeiden. --

Kommunikative Kompetenzen für den Mensch-Maschine-Dialog bei maschinellem Dolmetschen : eine empirische Studie

In zukünftigen Anwendungssituationen von Verbmobil entsteht eine Kommunikationssituation besonderer Art: Wollen sich verschiedensprachige Gesprächsparteien mit Unterstützung von Verbmobil verständigen, muß das Gerät in Betrieb genommen und bedient werden. Um ein erfolgreiches Gespräch führen zu können, muß ein "Mensch-Maschine-Mensch-Dialog" aufrechterhalten werden. Der folgende Bericht untersucht anhand von Befragungsdaten, welche Kompetenzen verschiedene Gruppen potentieller Benutzer Verbmobils für diese triadische Kommunikation und insbesondere für die Interaktion mit Verbmobil mitbringen

Realisierung nutzeradaptiven Interaktionsverhaltens für mobile Assistenzroboter

Im Zentrum dieser Dissertation steht die soziale Assistenzrobotik. In den letzten Jahren hat die Bedeutung dieses Teilgebietes der mobilen Robotik stark zugenommen und zusammen mit der Diversifizierung robotischer Fähigkeiten hat sich die Nutzergruppe hin zur breiten Masse mit potentiellen technischen Laien gewandelt. Aus dieser Situation heraus erwachsen an die Interaktionsfähigkeiten sozialer Assistenzroboter umfangreiche Anforderungen. Insbesondere stehen in dieser Arbeit die Multimodalität der Interaktion und die Anpassungsfähigkeiten an den konkreten Nutzer im Vordergrund. Am Beispiel eines Serviceroboters für die häusliche Gesundheitsassistenz, wie er in einem vom Autor mit bearbeiteten Forschungsprojekt realisiert wurde, wird zunächst der Analyse- und Entwurfsprozess für dessen Umsetzung geschildert. Im Anschluss daran wird gezeigt, wie sich aus der Systemspezifikation eine mehrschichtige Systemarchitektur ableiten lässt, welche auch auf andere Robotikanwendungen übertragbar ist. Der Fokus liegt dabei auf der modularen Realisierung einer Ablauf- und Dialogsteuerung. Um dem System eine Persönlichkeit zu geben und ein im Langzeiteinsatz akzeptierbares Dialogverhalten zu generieren, wurde ein frame-basierter Dialogmanager konzipiert und umgesetzt. Dabei wurden Aspekte wie Modularität durch ein App-Konzept, leichte Erweiterbarkeit und die Möglichkeit, nutzeradaptive Dialoge zu realisieren, berücksichtigt. Im Kern des vorgestellten Dialogsystems kommt eine gänzlich neue Methode der probabilistischen online-Planung von Dialogsequenzen zum Einsatz. Ein eigens konzipiertes Realweltexperiment konnte zeigen, dass es mit diesem System möglich ist, anhand von systeminternen aber auch nutzergetriebenen Bewertungen, das Dialogverhalten im Rahmen von durch den Designer vorgegebenen Freiheiten zur Laufzeit zu optimieren. Die Gestaltung des robotischen Gesundheitsassistenten wurde durch weitere Teilsysteme abgerundet. Unter diesen spielen verschiedene taktile Sensoriken und ein Emotionsmodell eine entscheidende Rolle für die Realisierung eines liebenswerten Begleiters. Letztendlich konnte in sehr erfolgreichen teils mehrtägigen Nutzerstudien mit Senioren die Praktikabilität des entwickelten Interaktionskonzepts und der Systemarchitektur nachgewiesen werden.The central topic of this thesis concerns social service robotics. In recent years this branch of mobile robotics in general has seen increasing interest. Due to increasing capabilities and growing fields of application of such robots, the group of potential users has changed. Unexperienced users raise extensive requirements regarding the interaction capabilities of such robots. The multi-modality of human-robot dialog and its adaptivity regarding user's preferences and needs are in the focus of this thesis. First, the analysis and specification process for such a system is explained by means of an example, which is a service robot for health assistance in home environments, as it has been developed in a research project at which the author participated. Following this, it is shown how a multi-layer system architecture is derived from that specification, which is applicable to other robotic applications as well. Though the main focus is on a modular realization for the control structures and the dialog handling. In order to enable a long term acceptability of such a system and to give it a personality, a frame-based dialog manager has been designed and is explained in detail. Aspects of interest there are modularity by means of an app-concept, extendablility, and adaptivity of the interaction skills regarding users' qirks and demands. In the core of the presented dialog system, there is a unique planning mechanism based on probabilistic reasoning in a factor graph model of the dialog going on. In a real world experiment it could be shown that this online learning concept is able to optimize dialog behavior regarding system internal as well as user driven reward signals. During the implementation of the health assistant robot further system components have been developed in order to realize a likeable companion. Among them, there are two kinds of tactile sensors and an emotion model, which are presented in this thesis as well. Finally, very successful real world user trials of the health assistant robot involving 9 elderly people are described to show that the presented concepts for system architecture and dialog modelling are viable

Künstliche Intelligenz und Bildung: Was sollen wir wissen? Was können wir tun? Was dürfen wir hoffen? Und was ist diese KI? Ein kollaborativer Aufklärungsversuch

Ursprünglich handelte es sich bei diesem Text um ein mittels textgenerierender KI verschriftlichtes Review des Vortrags "KI in Schule und Hochschule – Impulse aus bildungstheoretischer Perspektive", den der Humanautor dieses Beitrags im Rahmen der Ringvorlesung Kollaboration mit Kollegin KI – Kreativität und Innovation in der digitalen Arbeitsgesellschaft des Fraunhofer IAO und dem IAT an der Universität Stuttgart gehalten hat. Sowohl bei dem Vortrag als auch bei dem nun vorliegenden Text war Künstliche Intelligenz (KI) also nicht nur Gegenstand, sondern auch Co-Autor*in: KI-basierte Text- und Bildgeneratoren wirkten bei der Erstellung der Vortragsfolien und der ersten Entwürfe dieses Texts mit. Am Ende blieb dann aber nur sehr wenig von diesen Erstentwürfen übrig. Dafür entstand ein umfänglicher, interdisziplinär ausgerichteter und ausführlich belegter Text zur Frage, wie KI unsere Gesellschaften und unseren Umgang mit Wissen beeinflusst und was das für uns, die Gesellschaft und das Bildungssystem bedeutet. Hierfür diskutieren der Humanautor und seine künstlichen Co-Autor*innen exemplarisch Potentiale und Herausforderungen der Arbeitswelt, Wissensproduktion sowie für Schule und Hochschule. In Ermangelung einer ‚Glaskugel‘ muss die konzeptionelle Analyse retrospektiv auf Basis von Beschreibungen historischer Transformationsprozesse erfolgen: Die Veränderungen, die KI-Werkzeuge heute für ‚geistige‘ Arbeit wie Recherche und Wissensproduktion mit sich bringen, werden mit denjenigen Veränderungen ins Verhältnis gesetzt, die im Zuge der Industrialisierung die Entwicklung der Maschinen für die körperliche Arbeit des Menschen bedeutete. Abschließend werden – aufbauend auf vier bekannten Fragen – Strategien erarbeitet, die eine gelingende Zusammenarbeit von Maschine und Mensch ermöglichen. Hierfür reflektierten die Autor*innen dieses Beitrags auch ihre eigene kritisch-konstruktive Zusammenarbeit. (DIPF/Orig.

Rollenübernahme als Benutzermodellierungsmethode : globale Antizipation in einem transmutierbaren Dialogsystem

In dieser Arbeit werden zwei Aspekte pragmatisch ausgerichteten Dialogverhaltens untersucht: Eine flexible Interaktion zwischen den Systemkomponenten und die Fähigkeit eines Dialogsystems, innerhalb einer gegebenen Dialogsituation mehr als eine der Dialogrollen zu übernehmen. Während das erste Ziel durch eine Multi-Agenten-Architektur unterstützt wird, bezieht sich das zweite Ziel auf die Fähigkeit, sich gedanklich in die Lage der am Dialog beteiligten Partner zu versetzen, um deren Reaktionen bzw. Intentionen zu antizipieren. Diese Strategie der globalen Antizipationsrückkopplung wurde in dem PRACMA- System realisiert, das in einem Verkaufsgespräch sowohl die Rolle des Verkäufers als auch die des Käufers übernehmen kann. Es wird gezeigt, wie die globale Antizipation zur Vorhersage des Käufers- bzw. Verkäufersverhaltens in PRACMA implementiert wurde. Es wird auch ein Ansatz präsentiert, der der Unsicherheit über das Dialogverhalten und die Präferenzen des Dialogpartners Rechnung trägt. Schließlich werden einige Überlegungen zur Effizienz bei der Verwendung der globalen Antizipationsrückkopplung in Abhängigkeit von den verfügbaren Systemressourcen erörtert. Schlüsselwörter: Antizipationsrückkopplung, Rollenübernahme, Multi-Agenten-Architektur, Benutzermodellierung, natürlichsprachliche Verarbeitung, Transmutabilität.Two characteristics of pragmatically oriented dialog processing are investigated in this thesis: Flexible cooperation among the system's modules, which maximizes the system's exploitation of its knowledge and of its reasoning capabilities; and the ability of a system to take either (or any) of the dialog roles in its domain. While attainment of the first goal is supported by a multi-agent architecture, the second goal focuses on the ability of dialog participants to predict the responses of their dialog partners by hypothetically assuming the partner's role. This strategy, called global anticipation feedback, is investigated within PRACMA, a dialog system that is capable of taking either role (buyer or seller) in a sales talk. It is shown how global anticipation feedback can be used to anticipate either the seller's or the buyer's behavior. An extension of these techniques is discussed that addresses the limited predictability of a dialog partner's responses. Finally, several approaches to minimizing the computational cost of using global anticipation feedback according to the available system resources are addressed

Rollenübernahme als Benutzermodellierungsmethode : globale Antizipation in einem transmutierbaren Dialogsystem

In dieser Arbeit werden zwei Aspekte pragmatisch ausgerichteten Dialogverhaltens untersucht: Eine flexible Interaktion zwischen den Systemkomponenten und die Fähigkeit eines Dialogsystems, innerhalb einer gegebenen Dialogsituation mehr als eine der Dialogrollen zu übernehmen. Während das erste Ziel durch eine Multi-Agenten-Architektur unterstützt wird, bezieht sich das zweite Ziel auf die Fähigkeit, sich gedanklich in die Lage der am Dialog beteiligten Partner zu versetzen, um deren Reaktionen bzw. Intentionen zu antizipieren. Diese Strategie der globalen Antizipationsrückkopplung wurde in dem PRACMA- System realisiert, das in einem Verkaufsgespräch sowohl die Rolle des Verkäufers als auch die des Käufers übernehmen kann. Es wird gezeigt, wie die globale Antizipation zur Vorhersage des Käufers- bzw. Verkäufersverhaltens in PRACMA implementiert wurde. Es wird auch ein Ansatz präsentiert, der der Unsicherheit über das Dialogverhalten und die Präferenzen des Dialogpartners Rechnung trägt. Schließlich werden einige Überlegungen zur Effizienz bei der Verwendung der globalen Antizipationsrückkopplung in Abhängigkeit von den verfügbaren Systemressourcen erörtert. Schlüsselwörter: Antizipationsrückkopplung, Rollenübernahme, Multi-Agenten-Architektur, Benutzermodellierung, natürlichsprachliche Verarbeitung, Transmutabilität.Two characteristics of pragmatically oriented dialog processing are investigated in this thesis: Flexible cooperation among the system\u27s modules, which maximizes the system\u27s exploitation of its knowledge and of its reasoning capabilities; and the ability of a system to take either (or any) of the dialog roles in its domain. While attainment of the first goal is supported by a multi-agent architecture, the second goal focuses on the ability of dialog participants to predict the responses of their dialog partners by hypothetically assuming the partner\u27s role. This strategy, called global anticipation feedback, is investigated within PRACMA, a dialog system that is capable of taking either role (buyer or seller) in a sales talk. It is shown how global anticipation feedback can be used to anticipate either the seller\u27s or the buyer\u27s behavior. An extension of these techniques is discussed that addresses the limited predictability of a dialog partner\u27s responses. Finally, several approaches to minimizing the computational cost of using global anticipation feedback according to the available system resources are addressed

Methoden zur Evaluation von Software

"Der Arbeitsbericht befasst sich mit den zwei unterschiedlichen Usability Methoden, dem Usability Test und den Usability Inspektionsmethoden. Bei den Usability Inspektionsmethoden wird die Benutzungsschnittstelle durch Ergonomieexperten evaluiert. Der Vorteil dieser Inspektionsmethoden liegt darin, dass sie weniger zeitintensiv und kostengünstiger als ein Usability Test sind. Der Usability Test wird im Gegensatz zu den Usability Inspektionsmethoden mit repräsentativ ausgewählten Versuchspersonen durchgeführt. Er ist ein effizientes Mittel um Benutzungsschnittstellen zu evaluieren oder auf deren Benutzungsfreundlichkeit zu überprüfen." (Autorenreferat