Active vision-based localization for robots in a home-tour scenario

Self-Localization is a crucial task for mobile robots. It is not only a requirement for auto navigation but also provides contextual information to support human robot interaction (HRI). In this paper we present an active vision-based localization method for integration in a complex robot system to work in human interaction scenarios (e.g. home-tour) in a real world apartment. The holistic features used are robust to illumination and structural changes in the scene. The system uses only a single pan-tilt camera shared between different vision applications running in parallel to reduce the number of sensors. Additional information from other modalities (like laser scanners) can be used, profiting of an integration into an existing system. The camera view can be actively adapted and the evaluation showed that different rooms can be discerned

Towards Tutoring an Interactive Robot

Wrede B, Rohlfing K, Spexard TP, Fritsch J. Towards tutoring an interactive robot. In: Hackel M, ed. Humanoid Robots, Human-like Machines. ARS; 2007: 601-612.Many classical approaches developed so far for learning in a human-robot interaction setting have focussed on rather low level motor learning by imitation. Some doubts, however, have been casted on whether with this approach higher level functioning will be achieved. Higher level processes include, for example, the cognitive capability to assign meaning to actions in order to learn from the tutor. Such capabilities involve that an agent not only needs to be able to mimic the motoric movement of the action performed by the tutor. Rather, it understands the constraints, the means and the goal(s) of an action in the course of its learning process. Further support for this hypothesis comes from parent-infant instructions where it has been observed that parents are very sensitive and adaptive tutors who modify their behavior to the cognitive needs of their infant. Based on these insights, we have started our research agenda on analyzing and modeling learning in a communicative situation by analyzing parent-infant instruction scenarios with automatic methods. Results confirm the well known observation that parents modify their behavior when interacting with their infant. We assume that these modifications do not only serve to keep the infant’s attention but do indeed help the infant to understand the actual goal of an action including relevant information such as constraints and means by enabling it to structure the action into smaller, meaningful chunks. We were able to determine first objective measurements from video as well as audio streams that can serve as cues for this information in order to facilitate learning of actions

„Duale Weiterbildung“: Duale Studienformate als Form der Hochschulweiterbildung?

Im Kontext der Hochschulweiterbildung spielen duale Studienformatebislang eine untergeordnete Rolle. Zwar wächstdas Angebot weiterbildender dualer Masterstudiengänge, dererstaunlich hohe Anteil beruflich Qualifizierter in dualenBachelorstudiengängen deutet allerdings darauf hin, dassdiese, wenngleich formal nicht als Weiterbildung verstandenund konzipiert, auch Potentiale für die hochschulischeWeiterbildung bieten können. Die dargestellten Befundeder Studie „Mobilisierung von Bildungspotenzialen für dieMINT-Fachkräftesicherung – der Beitrag des dualen Studiums“(Wolter et al. 2014) zeigen, dass sowohl Studierende alsauch Unternehmen duale Bachelorstudiengänge zur Höherqualifizierungnach einem beruflichen Abschluss nutzen unddass Unternehmensbindung und berufliche Sicherheit dabeieine zentrale Rolle spielen

Chancengleich vom Studium in den Beruf?

An der Humboldt-Universität zu Berlin am Institut für Erziehungswissenschaften, Abteilung Hochschulforschung wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens „Chancengleich vom Studium in den Beruf?“ in dem Projektzeitraum vom 1. Januar 2020 bis 31. Oktober 2021 auf Grundlage von quantitativen Absolventenbefragungen und qualitativen Interviews mit Absolvent:innen und Expert:innen die Bedeutung des Migrationshintergrunds und der sozialen Herkunft beim Berufseinstieg nach dem Studium untersucht. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens bestätigen und spezifizieren bestehende Forschungserkenntnisse. So zeigen sich hinsichtlich des Einkommens und der Qualifikationsadäquanz der Beschäftigung wenig herkunfts- und migrationsspezifische Unterschiede, jedoch gestaltet sich der Einstieg in den Ar-beitsmarkt für Personen mit Migrationshintergrund schwieriger und ist von Phasen der Arbeitslosigkeit durchzogen. Hochschulinterne und -externe Beratungs- und Unterstützungsangebote für den Über-gang vom Studium in den Beruf werden von allen Absolvent:innen, unabhängig von Herkunft und Migrationshintergrund, selten in Anspruch genommen. Stattdessen werden Jobportale und Stellenanzeigen genutzt. In den Interviews wurde vereinzelt von Mentoringangeboten zum Austausch und zur Vernetzung berichtet, die als besonders hilfreich erlebt wurden und von denen sich der größte Gewinn erwartet wurde. Den eigenen Migrationshintergrund als Potential, d.h. damit verbundene Kompetenzen als Wettbewerbsvorteil auf dem Arbeitsmarkt, sehen die interviewten Absolvent:innen mit Migrationshintergrund nicht. Hingegen werden Auslandserfahrungen während des Studiums und erweiterte Englischkenntnisse von allen Absolvent:innen als erstrebenswert und vorteilhaft angesehen. Bestätigt werden anhand der quantitativen und qualitativen Daten auch andere Forschungen zur Aufstiegsorientierung der Absolvent:innen mit Migrationshintergrund. Herkunftsspezifische Unterschiede zu Studienbeginn und im Verlauf des Studiums stimmen ebenfalls mit dem aktuellen Kenntnisstand überein. Aus den Forschungsergebnissen lässt sich ableiten, dass es Potential zum Ausbau hochschulischer (zielgruppenspezifischer) Beratungsangebote für den Übergang in den Arbeitsmarkt gibt. Expert:innen berichten von diversen Herausforderungen in Bezug auf den Kenntnisstand zur Diversität der Studierenden und deren Bedarfen sowie der spezifischen Zielgruppenerreichung, aber auch hinsichtlich der bestehenden Strukturen an Hochschulen sowie der personellen und finanziellen Ausstat-tung von Career Service Einrichtungen. Zugleich zeigt sich, dass besonders die potentiellen Arbeitge-ber:innen in die Pflicht genommen werden müssen, diversitätssensible Bewerbungsprozesse zu gestalten

Chancengleich vom Studium in den Beruf?

An der Humboldt-Universität zu Berlin am Institut für Erziehungswissenschaften, Abteilung Hochschulforschung wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens „Chancengleich vom Studium in den Beruf?“ in dem Projektzeitraum vom 1. Januar 2020 bis 31. Oktober 2021 auf Grundlage von quantitativen Absolventenbefragungen und qualitativen Interviews mit Absolvent:innen und Expert:innen die Bedeutung des Migrationshintergrunds und der sozialen Herkunft beim Berufseinstieg nach dem Studium untersucht. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens bestätigen und spezifizieren bestehende Forschungserkenntnisse. So zeigen sich hinsichtlich des Einkommens und der Qualifikationsadäquanz der Beschäftigung wenig herkunfts- und migrationsspezifische Unterschiede, jedoch gestaltet sich der Einstieg in den Ar-beitsmarkt für Personen mit Migrationshintergrund schwieriger und ist von Phasen der Arbeitslosigkeit durchzogen. Hochschulinterne und -externe Beratungs- und Unterstützungsangebote für den Über-gang vom Studium in den Beruf werden von allen Absolvent:innen, unabhängig von Herkunft und Migrationshintergrund, selten in Anspruch genommen. Stattdessen werden Jobportale und Stellenanzeigen genutzt. In den Interviews wurde vereinzelt von Mentoringangeboten zum Austausch und zur Vernetzung berichtet, die als besonders hilfreich erlebt wurden und von denen sich der größte Gewinn erwartet wurde. Den eigenen Migrationshintergrund als Potential, d.h. damit verbundene Kompetenzen als Wettbewerbsvorteil auf dem Arbeitsmarkt, sehen die interviewten Absolvent:innen mit Migrationshintergrund nicht. Hingegen werden Auslandserfahrungen während des Studiums und erweiterte Englischkenntnisse von allen Absolvent:innen als erstrebenswert und vorteilhaft angesehen. Bestätigt werden anhand der quantitativen und qualitativen Daten auch andere Forschungen zur Aufstiegsorientierung der Absolvent:innen mit Migrationshintergrund. Herkunftsspezifische Unterschiede zu Studienbeginn und im Verlauf des Studiums stimmen ebenfalls mit dem aktuellen Kenntnisstand überein. Aus den Forschungsergebnissen lässt sich ableiten, dass es Potential zum Ausbau hochschulischer (zielgruppenspezifischer) Beratungsangebote für den Übergang in den Arbeitsmarkt gibt. Expert:innen berichten von diversen Herausforderungen in Bezug auf den Kenntnisstand zur Diversität der Studierenden und deren Bedarfen sowie der spezifischen Zielgruppenerreichung, aber auch hinsichtlich der bestehenden Strukturen an Hochschulen sowie der personellen und finanziellen Ausstat-tung von Career Service Einrichtungen. Zugleich zeigt sich, dass besonders die potentiellen Arbeitge-ber:innen in die Pflicht genommen werden müssen, diversitätssensible Bewerbungsprozesse zu gestalten

A truly human interface: interacting face-to-face with someone whose words are determined by a computer program

We use speech shadowing to create situations wherein people converse in person with a human whose words are determined by a conversational agent computer program. Speech shadowing involves a person (the shadower) repeating vocal stimuli originating from a separate communication source in real-time. Humans shadowing for conversational agent sources (e.g., chat bots) become hybrid agents (“echoborgs”) capable of face-to-face interlocution. We report three studies that investigated people’s experiences interacting with echoborgs and the extent to which echoborgs pass as autonomous humans. First, participants in a Turing Test spoke with a chat bot via either a text interface or an echoborg. Human shadowing did not improve the chat bot’s chance of passing but did increase interrogators’ ratings of how human-like the chat bot seemed. In our second study, participants had to decide whether their interlocutor produced words generated by a chat bot or simply pretended to be one. Compared to those who engaged a text interface, participants who engaged an echoborg were more likely to perceive their interlocutor as pretending to be a chat bot. In our third study, participants were naïve to the fact that their interlocutor produced words generated by a chat bot. Unlike those who engaged a text interface, the vast majority of participants who engaged an echoborg did not sense a robotic interaction. These findings have implications for android science, the Turing Test paradigm, and human–computer interaction. The human body, as the delivery mechanism of communication, fundamentally alters the social psychological dynamics of interactions with machine intelligence

„Duale Weiterbildung“. Duale Studienformate als Form der Hochschulweiterbildung?

Im Kontext der Hochschulweiterbildung spielen duale Studienformate bislang eine untergeordnete Rolle. Zwar wächst das Angebot weiterbildender dualer Masterstudiengänge, der erstaunlich hohe Anteil beruflich Qualifizierter in dualen Bachelorstudiengängen deutet allerdings darauf hin, dass diese, wenngleich formal nicht als Weiterbildung verstanden und konzipiert, auch Potentiale für die hochschulische Weiterbildung bieten können. Die dargestellten Befunde der Studie „Mobilisierung von Bildungspotenzialen für die MINT-Fachkräftesicherung – der Beitrag des dualen Studiums“ (Wolter et al. 2014) zeigen, dass sowohl Studierende als auch Unternehmen duale Bachelorstudiengänge zur Höherqualifizierung nach einem beruflichen Abschluss nutzen und dass Unternehmensbindung und berufliche Sicherheit dabei eine zentrale Rolle spielen. (DIPF/Orig.

ToBI - Team of Bielefeld: The Human-Robot Interaction System for RoboCup@Home 2009

Wachsmuth S, Hanheide M, Siepmann F, Spexard T. ToBI - Team of Bielefeld: The Human-Robot Interaction System for RoboCup@Home 2009. Graz, Austria; 2009.The ToBI robocup team has been newly founded in Jan 2009 in order to proceed existing long-term research in the development of robot companions for domestic environments towards new challenges in more standardized benchmarking procedures, like RoboCup@Home. The main features of the ToBI system are a flexibile Active Memory-based architecture that enables the fast integration of new processing modules and new system behaviors and the modeling of mixed-initiative strategies for multi-modal dialog. The overall goal is an out-of-the-box robot that is able to successfully interact with na¨ ıve users. In this paper we describe the technical basis on which the ToBI system is based and give some insights on previous evaluation experiences

Herstellung und spektroskopische Charakterisierung von Cryptochromen aus Algen zur Aufklärung ihrer Funktionsweise als Photorezeptoren

Spexard M. Herstellung und spektroskopische Charakterisierung von Cryptochromen aus Algen zur Aufklärung ihrer Funktionsweise als Photorezeptoren. Bielefeld; 2012

Evolutionäre Systemintegration für die Entwicklung interaktiver Roboter

Spexard TP. Evolutionäre Systemintegration für die Entwicklung interaktiver Roboter. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2010.Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer evolutionären Systemintegration auf Basis einer Architektur, die in Hinblick sowohl auf einzelne Module als auch auf das durch den Benutzer wahrnehmbare Gesamtverhalten des Roboters genügend Anpassungsfähigkeit bietet, um ein System kontinuierlich weiterzuentwickeln. Auf der Ebene einzelner Module bedeutet dies, das Hinzufügen, Austauschen und Anpassen von Modulen zu erleichtern. Module erweitern den Roboter um einzelne Fähigkeiten, wie zum Beispiel Motorkontrolle oder Personendetektion. Komplexere Aktionen, wie das Folgen einer Person, sind Bestandteil des Gesamtverhaltens und werden durch Kombination von Fähigkeiten, wie Personenerkennung und Motorkontrolle, aufgebaut. Für diesen Aufbau wird ein zentrales Verfahren entwickelt, welches eine schnelle und einfache Anpassung des Gesamtverhaltens ermöglicht, ohne jedoch eine direkte und statische Kontrolle auf die anderen Komponenten auszuüben. Um diese sehr weitreichende Thematik auf eine feste Basis zu stellen und in einem realen System zu implementieren, wird folgenden konkreten Fragestellungen nachgegangen: - Wie kann ein bestehendes System mit möglichst geringem Adaptionsaufwand um neu entwickelte Fähigkeiten erweitert werden? - Wie können konkurrierende Anforderungen an begrenzte Ressourcen aufgelöst werden? - Wie werden asynchrone Modulprozesse zu einer gewünschten Roboteraktion verknüpft? - Wie kann ein bestehendes Systemverhalten einfach und schnell auf neue Anforderungen angepasst werden? Für die erfolgreiche Beantwortung dieser Fragen wird im Rahmen der präsentierten Arbeit auf eine Familie unterschiedlicher Systeme eingegangen, die sich aus einem Basis-Demonstrator und dessen Anwendungsszenario entwickelt hat. Teile dieser Familie sind Schwerpunkte zweier großer Forschungsprojekte, zum einen dem europaweiten und von der Europäischen Union geförderten Cognitive Robot Companion (COGNIRON), zum anderen dem von der DFG geförderten Sonderforschungsbereich 673, Alignment in Communication