Intelligente Technische Systeme

Wann sind technische Systeme „intelligent“?

In vielen aktuellen Anwendungen wird von technischen Geräten und Anlagen ein „intelligentes“ Verhalten gefordert. So wäre beispielsweise eine unbemannte Marsexpedition ohne Roboter, die sich selbständig in ihrem Einsatzgebiet orientieren sowie Messproben sammeln und analysieren, nicht möglich. Ähnliches gilt für autonome Unterwasserfahrzeuge, die in der Tiefsee operieren. Ein weiteres prominentes Beispiel ist die Grand Challenge der US-Verteidigungsbehörde DARPA, bei der Fahrzeuge selbständig und ohne menschliche Steuerung durch ein unbekanntes und teilweise auch unwegsames Terrain manövrieren müssen. Technische Systeme werden somit als „intelligent“ bezeichnet, wenn sie auch unter bisher unbekannten Einsatzbedingungen weitgehend autonom ihre gestellte Aufgabe erfüllen und sich an unvorhergesehene Änderungen selbständig anpassen können.

Inhalt der Vorlesung

Die Vorlesung beschäftigt sich hauptsächlich mit wesentlichen Grundlagen in verschiedenen Bereichen wie Sensorsysteme, Systemeigenschaften sowie grundlegende Signalverarbeitungsverfahren (z. B. digitale Filter, schnelle Fouriertransformation). Es werden Merkmalsselektionsverfahren (Filter und Wrapper, Principal Component Analysis) und Grundlagen des maschinellen Lernens (Über- und Unteranpassung, Bias / Varianz-Problem, Techniken zur Evaluation wie Bootstrapping und Kreuzvalidierung, Evaluationsmaße) sowie einfache Clustering- und Klassifikationsverfahren (c-means, hierarchische Verfahren, Naiver Bayes-Klassifikator, Nearest Neighbor Klassifikator) besprochen.

Inhalt der Übung

In der Übung wird die Sensoraufzeichnung und –auswertung am praktischen Beispiel des Smartphones Samsung Galaxy S2 demonstriert.



Galaxy S2, AndroSensor gestartet.

Nach einer allgemeinen Einführung in die Programmierung des Android-Betriebssystems wird der Zugriff auf die Sensorik des Geräts sowie die Implementierung von Signalverarbeitungsverfahren und einfachen Techniken des Maschinellen Lernens vermittelt. In einer realen Anwendung werden die vorgestellten Methoden in der Praxis eingesetzt.



Eclipse IDE.

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