Imaginale Prototypen als analogische Formrepräsentation dreidimensionaler Objekte

Hoffhenke M. Imaginale Prototypen als analogische Formrepräsentation dreidimensionaler Objekte. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2000.Bildhafte Repräsentationen werden in der Künstlichen Intelligenz zwar schon seit langer Zeit in verschiedenen Kontexten, insgesamt jedoch eher am Rande untersucht. Dies ist schon deshalb erstaunlich, da der offensichtliche Vorteil strukturähnlicher, sogenannter analogischer Repräsentationen seit über zehn Jahren in breiter Diskussion ist; es mangelte aber bislang an umfassenderen Vorstößen, sie in maschinellen Systemen zur Objekterkennung und -klassifikation nützlich werden zu lassen. In der vorliegenden Dissertation wird ein operationaler - in der Implementierung erprobter - Ansatz entwickelt, der analogische Formrepräsentationen dreidimensionaler mechanischer Objekte mit sogenannten imaginalen Prototypen realisiert. Ein Kernstück der Arbeit ist der Beschreibungsformalismus CASP (Classification Architecture based on Shape Prototypes), der verschiedenartige Objektinformationen, u.a. ihre Form und intrinsische Orientierungen betreffend, bündelt. Er bildet die Grundlage für eine integrative Systemarchitektur mit (1) perzeptuellem Input für die Aufgabe der Objektklassifikation, (2) Inferenzen, die Formmerkmale von imaginalen Prototypen auf geometrische Objekte vererben, und (3) Mechanismen für eine Fokussteuerung bei der Klassifikation. Kulminationspunkt ist ein Skelettmodell-Klassifikator auf der Basis von Linienmodellen, der Ausgangspunkt für eine formbasierte Klassifikation auf drei unterschiedlichen Abstraktionsebenen ist. Die Arbeit ist im Kontext eines integrierten Mensch-Maschine-Konstruktionsszenarios angesiedelt, wobei der technische Agent die Rolle des Konstrukteurs und der menschliche Kommunikationspartner die Rolle des Instrukteurs einnimmt. Vorausgesetzt wird dabei die Verwendung einer natürlichen Interaktion mittels Sprache und Gestik

Virtual assembly with construction kits

Jung B, Hoffhenke M, Wachsmuth I. Virtual assembly with construction kits. In: Proceedings of the 1998 ASME Design for Engineering Technical Conferences 1997 Design for Manufacturing Conference (DECT-DFM'98). 1998

Virtual Assembly With Construction Kits

The CODY 1 Virtual Constructor is a knowledge-based system that enables the interactive assembly of 3D visualized mechanical parts to complex and novel aggregates in a virtual environment. Two interaction modalities are provided: The user may (1) either directly manipulate the virtual scene by grasping, moving, and assembling parts using the mouse or similar input devices; or, (2) the user can instruct the system using simple commands in natural language. The basis for these interaction facilities is provided by a knowledge based approach, COAR ("Concepts for Objects, Assemblies, and Roles"), that is especially tailored towards the representation of ongoing assembly tasks. In COAR, a structured model of a target aggregate can be specified. The system will then -- while an aggregate is assembled in the virtual scene -- recognize constructed subassemblies of the target aggregate. Furthermore, if multifunctional parts are used, as is likely when considering standardized construction kit..

Objektrepräsentationen mit imaginalen Prototypen

Hoffhenke M, Wachsmuth I. Objektrepräsentationen mit imaginalen Prototypen. In: Wachsmuth I, Jung B, eds. KogWis99 : Proceedings der 4. Fachtagung der Gesellschaft für Kognitionswissenschaft. St. Augustin: Infix-Verl.; 1999: 292-293

Dynamische Konzeptverarbeitung mit imaginalen und assoziativen Strukturen

Kessler K, Hoffhenke M, Rickheit G, Wachsmuth I. Dynamische Konzeptverarbeitung mit imaginalen und assoziativen Strukturen. Kognitionswissenschaft. 1999;8(3):115-122.Diese Arbeit stellt die Kooperation eines informatischen und eines psycholinguistischen Ansatzes bei der Modellierung dynamischer Konzeptverarbeitung vor. Im informatischen Teil werden zum Zweck formbasierter Objektklassifikation imaginale Prototypen in die kategoriale Repräsentation ein- bezogen. Objekte werden durch sukzessive Verfeinerung geometrischer Formmodelle flexibel und robust klassifiziert. Im psycholinguistischen Ansatz wird ein Prozeßmodell ent- wickelt, das die Dynamik rekurrenter konnektionistischer Netze nutzt, um Hypothesen zu zeitlichen Verläufen von Konzeptualisierungsprozessen abzuleiten und sie experimen- tell zu prüfen. Dabei erweist sich eine Trennung in imaginale und assoziative Subnetze als empirisch adäquat. Die Verbindung zwischen den beiden Ansätzen zielt auf einen hybriden Ansatz der Modellierung dynamischer Konzeptverarbeitung ab

Interaktive Montagesimulation in virtuellen Umgebungen

Jung B, Hoffhenke M, Lenzmann B, Wachsmuth I. Interaktive Montagesimulation in virtuellen Umgebungen. In: Szczerbicka H, Uthmann T, eds. Modellierung, Simulation und Künstliche Intelligenz. Delft: SCS European Publishing House; 2000: 193-210.Der CODY Virtuelle Konstrukteur ist ein wissensbasiertes System für die interaktive Montagesimulation in virtuellen Umgebungen. Der Benutzer interagiert mit dem System mittels verbaler Eingaben oder via direkter Manipulation. Aufgabe des Systems ist die teilautonome Umsetzung der Benutzereingaben, indem der jeweilige Montageschritt, etwa das Fügen oder Trennen der 3D-computergraphischen Bauteile, in der virtuellen Umgebung in Echtzeit simuliert wird. Um einer wirklichkeitsgetreuen Montagesimulation gerecht zu werden, wird Wissen über die Fügungsmöglichkeiten der Bauteile bereitgestellt. Zusätzliches Wissen über das Montageziel wird einerseits durch strukturierte Konzeptmodellierungen in der Frame-basierten Beschreibungssprache COAR und andererseits durch parametrische 3D-Repräsentationen, sog. Formprototypen, bereitgestellt. Die in der Szene konstruierten Aggregate werden durch dynamische Konzeptualisierung als strukturierte Baugruppen des Zielaggregates erkannt. Dadurch wird dem System nicht nur ein verbessertes Verständnis sprachlicher Instruktionen ermöglicht, sondern - neben der physikalisch realistischen - auch die zielgerichtete Umsetzung von unterspezifizierten Benutzereingaben in der Montagesimulation