Mohamed Oubbati Kybernetik

Dr. Oubbati, Kybernetik (Neuroinformatik, Uni-Ulm) Einführung SoSe12

KybernetikEinführung

24. 04. 2012

Mohamed OubbatiInstitut für Neuroinformatik

Tel.: (+49) 731 / 50 [email protected]


Was ist Kybernetik?

Kybernetik leitet sich vom griechischen Wort kybernetes ab und bedeutet Steuermann.

Norbert Wiener (1894-1964 )

Der Begriff Kybernetik wurde im 1948 vom Mathematiker Norbert Wiener eingeführt.

Einführung


Es gibt Funktionsweisen in Lebewesen und Maschinen, die ein gemeinsames Muster haben, das man mathematisch analysieren kann.

Cybernetics: or Control and Communication in the Animal and the Machine. (Wiener, 1948)

Buch

„Rückkopplung“

Was ist Kybernetik?

Grundidee


Was ist Kybernetik?

Definitions

• Agent: brain, software, controller, robot, …

• Environment: physical body, machine, physical orsocial environments, virtual environment,..(System)


Let’s consider an agent...

Was ist Kybernetik?


Let’s consider the agent in a complex environment.

Was ist Kybernetik?


Was ist Kybernetik?

This agent has to achieve a goal

goal


Was ist Kybernetik?

The agent acts on the environment.


Was ist Kybernetik?

The environment reacts by returning informationabout the effects of that action (feedback).


Was ist Kybernetik?

The agent measures difference betweenenvironmental state and the goal, detects ‘error’, corrects its action and acts again.

Because real environments are usually changing, contain disturbances, noise,...


Was ist Kybernetik?

Repeat until the achievement of the goal !

Rückkopplung


Was ist Kybernetik? Bespiele

Thermoregulation beim Menschen

= Brain

= Body


innere Einflüsse(z.B. Sport, Arbeit,..)

äußere Einflüsse(z.B. Hitze, Kälte)

Körpertemperatur

Soll-Temperatur (37°C)

Ausgleichsmechanismen(z.b. Schwitzen,…)


Thermoregulation beim Menschen



= Erzieher

= Versuchsperson

Erziehung


Erzieher

Versuchsperson

Erziehungsziel

ErziehungsberatungErziehungssituation

äußere Einflüsse(z.b. die Gesellschaft)

innere Einflüsse(z.b. eigene Personalität)


Erziehung



= Unternehmen

= Kunden

Markt


Unternehmen

Kunden

Anforderungen (Markt-Beobachtung)

Konkurrenz

äußere Einflüsse

Anpassung & Handlung

Zielunternehmen(Wachstum)


Markt



= die Frau

= das Essen

Kochen



Kochen


Kybernetik ermöglicht, die Rückkopplungin unterschiedlichen Systemen mit denselben mathematischen Methoden zu untersuchen.

Was ist Kybernetik?


Was ist Kybernetik?

Kybernetik Vision

Es gibt

1. Ein Agent

2. Ein Ziel

3. Eine Umgebung

Die Kybernetik untersucht (optimiert) die Interaktionzwischen dem Agent und der Umgebung, um das Ziel zu erreichen.


Kybernetik Vision – Beispiel: Das Auto

Das Auto


Die Benutzersicht



Die Technikersicht




Fahrer Auto Umwelt

Die Kybernetiker-Sicht


NeurobotikRobotics at Ulm UniversityInstitut für Neuroinformatik


NeurobotikRobotics at Ulm University

Neurobotik activities are located at the intersection of neurosciences and robotics.



- 2 Labs: O27 /1101 und O27/124

- 10 Rechner

- 10 Notebooks

- 7 Roboter

- eine Werkstatt

Infrastruktur



We perform research on robot-environment interaction using recurrentneural networks, reinforcement learning and modelling, to develop robotswith lifelong learning capabilities.

Research

Environment

Actor-Critic DesignSystem

Identification



Teaching

• Einführung in die Robotik (V+Ü, 2+2 SWS, 6 LP)

• Kybernetik (V+Ü 2+2 SWS, 6 LP)

• Robotik Projekt (Praktika, Bachelor, Master, Diplomarbeit)

Die Studenten werden theoretische und praktische Übungen (auf realen Robotern) durchführen, um den Stoff der Vorlesungen zu vertiefen.


Was wir in diserer Vorlesung lernen wollen.


Was wir lernen wollen

• Systeme und ihre Eigenschaften

• Rückkopplung

• Systemidentifikation

• Braitenberg Vehikel


Organisatorisches


Ort und Zeit

VorlesungDozent: Dr. Mohamed OubbatiDi. 16:00 - 18:00Raum: O27/2203

ÜbungÜbungsleitung: Dr. Mohamed OubbatiDo. 16:00 - 18:00Raum: O27/2203 & Robotik Lab O27/124.

Organisatorisches


Übungen

Um einen Übungsschein zu erwerben muss man an allenÜbungen teilnehmen (Mind. 70% in der Theorie).

Beispiel: Note in der Prüfung= 1.7

Note mit Bonus= 1.3

Der Übungsschein ergibt eine Notenstufe besser in der Prüfung (Bonus).

Organisatorisches


Prüfung

Es wird eine schriftliche Prüfung am Ende des Semesters geben.

Organisatorisches


Projekt Robotik(Masterarbeit, Diplomarbeit, Bachelor, Praktika)

Die wichtigsten Themen sind recurrent neural networks, Regelungsprobleme, Navigation, und Einsatz neuronaler Netze und Reinforcement Learning in der Robotik. Zudem lernen die Studenten Im Rahmen eines Projekts, eine schriftliche Ausarbeitung zu erstellen (Projektbericht, Poster) und es in einem Vortrag zu präsentieren.

Sie können jeder Zeit anfangen...einfach bei mir melden!

Organisatorisches

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Education

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