Integrierte (embedded) Intelligente Systeme
Integrated (Embedded) Intelligent Systems

Modul IN2063

Dieses Modul wird durch Fakultät für Informatik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

IN2063 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung beschäftigt sich mit aktuellen Techniken zur Implementierung physikalisch eingebetteter intelligenter Systeme, das heißt mit Computersystemen, die über Sensoren und Aktuoren verfügen. Solche Systeme werden vor allem in Bereichen wie Pervasive und Ubiquitus Computing, intelligente Wohn- und Arbeitsbereiche, selbststeuernde Versorgungsketten, Fahrerassistenzsysteme, Service-Roboter und autonome Raumsonden eingesetzt. Es werden folgende Themen behandelt: - Sensoren, Aktuoren und physikalische Infrastrukturen von eingebetteten intelligenten Systemen: u.a. Smart Sensors, Sensornetzwerke, Computersysteme in Alltagsgegenständen; - Berechnungsmodelle zur Steuerung integrierter intelligenter Systeme: dynamisches Systemmodell, rationales Agentenmodell, das Berechnungsmodell der technischen kognitiven Systeme; - Grundlagen probabilistischer Zustandsschätzung: Bayes-Filter, Kalman-Filter, Partikel- Filter, Mechanismen zur Datenassoziation, Lernen von Sensor- und Aktionsmodellen, Hidden Markov Modelle, Expectation Maximization; - Anwendungen probabilistischer Zustandsschätzung: Selbstlokalisierung, Umgebungskartierung, Objektverfolgung; - Akquisition von Bewegungs- und Aktionsmodellen und die Interpretation menschlicher intensionaler Aktivitäten; - Programmiermethoden für eingebettete intelligente Systeme: nebenläufig reaktive Steuerungsmechanismen, verhaltensbasierte Programmierung, Grid-basierte Programmiertechniken.

Lernergebnisse

Die Teilnehmer erwerben Grundwissen über den Entwurf und die Realisierung von Perzeptions- und Steuerungsmechanismen in intelligenten eingebetteten Systemen, das heißt mit Computersystemen, die über Sensoren und Aktuatoren verfügen. Dieses Wissen befähigt die Teilnehmer, für realistische Anwendungsklassen in der autonomen Robotik Perzeptionskomponenten, Planungs- und Steuerungsmechanismen zu konzipieren und die damit assoziierten Probleme algorithmisch zu lösen. Die Problembereiche umfassen die Wahl der Hardware-Infrastruktur von intelligenten eingebetteten Systemen, Berechnungsmodelle für die Steuerung eingebetteter Systeme, verschiedene Techniken der probabilistischen Zustandsschätzung, Aquisitions von Bewegungs- und Aktionsmodellen, planbasierte Steuerung, Programmiermethoden zur Steuerung intelligenter eingebetteter Systeme.

Voraussetzungen

IN2062 Grundlagen der Künstlichen Intelligenz, grundlegende Vorlesungen der Informatik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung, Übung, Aufgaben zum Selbststudium

Medienformen

Folien, Übungsblätter

Literatur

Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, and Dieter Fox: Probabilistic Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), The MIT Press Roland Siegwart, Illah R. Nourbakhsh: Introduction to Autonomous Mobile Robots (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), The MIT Press

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Prüfungsleistung wird in Form einer Klausur erbracht. In dieser soll nachgewiesen werden, dass in begrenzter Zeit ein Problem erkannt wird und Wege zu einer Lösung gefunden werden können.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.