From speech recognition to instruction learning

Abstract

In robotics, learning from demonstration is a research field that has gained a lot of attention since it provides an easy and intuitive way to teach a robot complex movements. When teaching a human it is common to use natural language to provide additional information. Regardless of that, it is rarely investigated how speech can be used in addition for teaching a robot with learning from demonstration. Therefore this thesis examines how natural language is already used in robotics and how the learning process can be supported further by using speech. Furthermore a learning from demonstration system is implemented based on task spaces that are an intuitive abstraction of the state of the robot and its relation to the environment and therefore are more correlated with spoken instructions. Additional a task space selection instruction and a correction instruction are introduced to use natural language to support the learning process. They are evaluated on a real robot in an experiment where the robot has to draw a point.In der Robotik ist learning from demonstration ein Forschungsfeld, welches viel Beachtung bekommen hat, da es ermöglicht, einen Roboter auf einfache und intuitive Weise komplexe Bewegungen beizubringen. Sofern man einem Menschen etwas beibringt, ist es üblich, natürliche Sprache zu benutzen um zusätzliche Informationen zu vermitteln. Ungeachtet dessen ist es kaum erforscht worden, wie Sprache zusätzlich genutzt werden kann, um Robotern etwas mittels learning from demonstration beizubringen. Daher untersucht diese Thesis, wie natürliche Sprache in der Robotik bereits genutzt wird und wie der Lernprozess mittels Sprache besser unterstützt werden kann. Im Weiteren wird ein learning from demonstration System auf Basis von task spaces implementiert, welche eine intuitive Abstraktion des Zustands des Roboters und dessen Relation zur Umgebung sind und daher stärker mit gesprochenen Anweisungen verknüpft sind. Zusätzlich wird eine task space-Auswahl-Instruktion und eine Verbesserungs-Instruktion vorgestellt, um natürliche Sprache zur Unterstützung des Lernprozesses zu nutzen. Diese werden auf einem echten Roboter mittels eines Experiments evaluiert, bei dem der Roboter einen Punkt zeichnen muss

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