Eine kurze Geschichte

Soweit ich mich erinnern kann, galt mein Interesse bereits in frühen Jahren den Naturwissenschaften. Dies zeigte sich spätestens mit acht oder neun Jahren, als ich meinen ersten Kosmos® Elektronik-Experimentierkasten mein Eigen nannte, und binnen weniger Wochen das Handbuch durchgearbeitet hatte. Obwohl die Elektronik für viele Jahre mein Begleiter blieb, kamen bald Chemie und Physik hinzu, allerdings ohne das Wort "Physik" zu kennen.

Nachdem das Wort erst einmal verstanden war und lange bevor ich wusste, was eine Universität ist, stand fest: Ich werde Physiker. Damals dachte ich dabei vorallem an Atomphysik und Raumfahrt ...

Mittlerweile habe ich mein Studium an der Uni Kiel als Diplom-Physiker abgeschlossen und bin nach Stationen als Doktorand an der TU Kaiserslautern und am Lehrstuhl Angewandte Informatik III an der Uni Bayreuth als Wissenschaftlicher Mitarbeiter (PostDoc) an der Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg in Sankt Augustin angestellt. Die Inhalte haben sich dabei allerdings verschoben.

Bisherige Forschungen

Mein heutiges wissenschaftliches Interesse gilt nicht mehr der reinen Physik, sondern ist in die Anwendung, insbesondere in die Robotik gewandert. So habe ich mich in den Jahren von 2000 bis 2007 mit Fragen aus dem Bereich der Automatisierungstechnik befasst und insbesondere Möglichkeiten untersucht, Roboter einfach und leicht zu programmieren. Eigentlich gar nicht mehr richtig zu programmieren (mit Texteditor und Fernsteuerung), sondern vielmehr dem Roboter eine Aufgabe so zu zeigen oder beschreiben, wie man sie einem Menschen zeigen würde. Das Ziel ist noch fern, aber einige viel versprechende Ansätze zu einer einfachen und natürlichen Beschreibung einer Aufgabe, die der Roboter dann ausführen kann, zeichnen sich ab. Näheres hierzu findet sich auf meinen offizellen Seiten im Webangebot der Fachgruppe Informatik an der Uni Bayreuth.

Aktuelle Forschungen

Seit dem 1.1.2008 bin ich an der FH Bonn-Rhein-Sieg im Fachbereich Informatik im Projekt XPERO angestellt. Dort geht es um die Frage, in wieweit ein Roboter selbsttätig elementare Eigenschaften seiner Umwelt (wie beispielsweise den Unterschied zwischen ortsfesten und beweglichen Dingen) lernen, und dieses durch Versuch und Irrtum gelernte Wissen dann zum Planen von nützlichen Dingen einsetzen kann.

In Nachfolge des 2009 ausgelaufenen XPERO-Projektes beschäftigt mich zur Zeit das Konzept der "Evolution of Theories", also des automatischen (emergenten) Entstehens von Wissenshierarchien aus Beobachtungen bzw. gezieltem Versuch und Irrtum eines (mobilen) Roboters. Eine wesentliche Frage hierbei ist die engere Verknüpfung des maschinellen Planens und Lernens zu einer deutlich kohärenteren Einheit als in bisherigen Systemen des maschinellen Lernens üblich. Neben der (alten) Erkenntnis, dass die verfügbaren Verfahren des symbolischen Wissens und Schließens weit hinter den Wünschen eines Robotikers zurückbleiben, zeigt sich sehr deutlich die Bedeutung des "Embodiment", der Abstimmung der Roboterhardware und -software aufeinander. Die schönsten Lern- und Schlusssysteme helfen nichts, wenn sie nicht zu den sensorischen und aktorischen Fähigkeiten des verwendeten Roboters passen, und umgekehrt.

Darüber hinaus sind verschiedene Projekte der angewandten intelligenten Robotik in Vorbereitung, unter anderem zur Baustellenautomatisierung, zur Vereinfachung der Anwendung mobiler Manipulatoren in der Industrie und im Bereich der Umwelttechnik.

Langfristige Ziele

Langfristig hoffe ich, mich in der (Service-) Robotik und Künstlichen Intelligenz etablieren und meine Arbeiten ganz auf die Robotik konzentrieren zu können. Dabei ist die Robotik, die konkrete Anwendung der KI auf "reale-Welt" Probleme, die treibende Kraft. Für mich umfasst der Begriff der Service-Robotik daher auch verschiedenste Arten intelligenter Robotik, von der flexiblen Fertigung in der Industrie mittels lernender, selbst-optimierender Manipulatoren, über mobile Manipulation, über allerlei Arten von Dienst- und Überwachungsleistungen in Behörden, Firmen und öffentlichen Einrichtungen bis hin zum persönlichen Begleiter zu Hause in fernerer Zukunft. Bei alledem interessiert mich wieder die Frage, wie ein solcher (virtueller oder realer) Service-Roboter einfach "programmiert" werden kann. Insbesondere fasziniert mich die Frage, wie Vorwissen und Handlungsprimitive repräsentiert und verknüpft werden müssen, wie Lernen funktionieren muss, um ein solches, in einer eingeschränkten Domäne operierendes System, "natürlich" anweisen zu können. "Natürlich" anweisen, so wie man auch einen Menschen mit Gesten, Vorführung und sprachlicher Erläuterung anweisen würde.

Weitere Interessen

Neben der Künstlichen Intelligenz (und hier vor allem die Fragen des selbsttätigen Lernens und der natürlich-sprachlichen Kommunikation zwischen Mensch und Maschine) ist die Faszination der reinen Physik ungebrochen. Insbesondere der Bereich Elementarteilchen (QED) und die Kosmologie üben eine starke Faszination aus. Leider fehlt mir für beides die nötige Zeit.