Seminar: Machine Learning for Intelligent Robots

Termine und Dozenten

Inhalt

Creating intelligent autonomous robots that can assist humans in situations of daily life is a major focus of artificial intelligence research. The ability to learn is not only a key characteristic of intelligence in general. As it is impossible to engineer all the required knowledge and methods by hand, learning techniques are also essential to develop intelligent robots. Learning is needed on various stages ranging from sensory-based action determination over high-level plan generation to motor control on torque level. In this seminar, we will discuss state-of-the-art Machine Learning approaches to all these areas, such as learning of grasp movements and world models, learning from imitation and localization techniques. Special emphasis will be on the processing of visual input.

Anrechenbarkeit

Das Seminar ist eine Veranstaltung des Hauptstudiums und in den Studiengebieten "Künstliche Intelligenz" und "Quantitative Methoden" sowie in den Masterstudiengängen Information und Computational Neuroscience anrechenbar. Die Note wird anhand des Seminarvortrages, der anschliessenden Diskussion und einer 7-seitigen Ausarbeitung festgelegt.

Sprache

Der Vortrag kann wahlweise auf Deutsch oder Englisch gehalten werden. Ebenso kann die Ausarbeitung wahlweise auf Deutsch oder Englisch verfasst werden.

Ablauf

• Die Teilnehmer wählen bis zum 25. April 2009 ein Thema in Absprache mit dem jeweiligen Ansprechpartner.
• Bis zum 1. Juni 2009 senden die Teilnehmer eine vorläufige Version des Vortrages an ihren Betreuer.
• Das Seminar findet am 8./9. Juni 2009 statt. Der genaue Zeitplan wird noch bekannt gegeben. Die Vorträge dauern jeweils 35 Minuten (+ 10 Minuten Diskussion).
• Die Ausarbeitung ist bis zum 9. Juli 2009 einzureichen.

Themen

Control and Navigation

Axel Rottmann, Christian Plagemann, Peter Hilgers, Wolfram Burgard: Autonomous Blimp Control using Model-free Reinforcement Learning in a Continuous State and Action Space, IROS 2009.
http://www.informatik.uni-freiburg.de/~rottmann/publication/rottmann07iros.pdf
Betreuer: Tobias Lang

David Silver, James Bagnell, Anthony Stentz: High Performance Outdoor Navigation from Overhead Data using Imitation Learning, RSS 2008.
http://www.roboticsproceedings.org/rss04/p34.html
Betreuer: Nikolay Jetchev

Doshi, F. and Brunskill, E. and Shkolnik, A. and Kollar, T. and Rohanimanesh, K. and Tedrake, R. and Roy, N.: Collision detection in legged locomotion using supervised learning, IROS2007.
http://web.mit.edu/shkolnik/www/publications/Doshi07.pdf
Betreuer: Nikolay Jetchev

Cagli, R.C. and Napoletano, P. and Coraggio, P. and Boccignone, G. and De Santis, A.: Sensorimotor coupling via dynamic bayesian networks, ICRA2008.
http://www.phriends.org/ICRA_08a.pdf
Betreuer: Nikolay Jetchev

Mapping and Localization

Dmitri Dolgov, Sebastian Thrun: Detection of Principle Directions in Unknown Environments for Autonomous Navigation, RSS 2008.
http://www.roboticsproceedings.org/rss04/p10.html
Betreuer: Nils Plath

Montemerlo, M.; Thrun, S.; Koller, D.; Wegbreit, B.: FastSLAM: A factored solution to the simultaneous localization and mapping problem. AAAI, 2002.
http://ai.stanford.edu/~koller/Papers/Montemerlo+al:AAAI02.pdf
Betreuer: Nils Plath

Manipulation

Dov Katz, Yuri Pyuro, Oliver Brock: Learning to Manipulate Articulated Objects in Unstructured Environments Using a Grounded Relational Representation, RSS 2008.
http://www.roboticsproceedings.org/rss04/p33.html
Betreuer: Tobias Lang

High-level cognition

Luke S. Zettlemoyer, Hanna M. Pasula, and Leslie Pack Kaelbling: Learning Planning Rules in Noisy Stochastic Worlds, AAAI 2005.
http://people.csail.mit.edu/lsz/papers/zpk-aaai05.pdf
Betreuer: Tobias Lang

Ananth Ranganathan and Frank Dellaert: Semantic Modeling of Places using Objects, RSS 2007.
http://www.roboticsproceedings.org/rss03/p01.html
Betreuer: Tobias Lang

Vision

Carlos Vallespi-Gonzalez, Tony Stentz: Prior Data and Kernel Conditional Random Fields for Obstacle Detection, RSS 2008.
http://www.roboticsproceedings.org/rss04/p8.html
Betreuer: Nikolay Jetchev

Julia Vogel and Nando de Freitas: Target-directed attention: sequential decision-making for gaze planning. ICRA, 2007.
http://www.cs.ubc.ca/~nando/papers/icra08_VogelDeFreitas.pdf
Betreuer: Nils Plath

Derek Hoiem, Alexei A. Efros, Martial Hebert: Putting Objects in Perspective. Int J Comput Vis (2008) 80: 3–15.
http://www.cs.cmu.edu/~efros/hoiem_ijcv2008.pdf
Betreuer: Motoaki Kawanabe

Blaschko, M. B. and C. H. Lampert: Learning to Localize Objects with Structured Output Regression. Computer Vision: ECCV 2008, 2-15.
http://www.kyb.mpg.de/publications/attachments/ECCV2008-Blaschko_5247%5B0%5D.pdf
Betreuer: Motoaki Kawanabe

Ausarbeitung

Im Anschluss an die Praesentation ist eine siebenseitige Ausarbeitung zu verfassen, die sich wie folgt gliedert:

• 5 Seiten: Beschreibung des vorgestellten Ansatzes in eigenen Worten unter Berücksichtigung verwandter Literatur
• 1 Seite: Kritik und persoenliche Einschaetzung des vorgestellten Papers
• 1 Seite: eigene Gedanken über zukünftige Forschung in dem vorgestellten Forschungsgebiet

Vorläufiger Seminarplan

Montag, 9. Juni

Wird noch bekanntgegeben

Dienstag, 10. Juni

Wird noch bekanntgegeben