Rundbrief Nr. 5


Logbuch der U.S.S. Miracle

Das Gehirn. Wunderwerk der Natur.
Wir befinden uns im Jahr 2050 auf der
U.S.S. Miracle mit einer Besatzung von
über 400 Mann und dringen in Regionen
vor, die nie zuvor ein Mensch erforscht hat.


Sternzeit 24. Juli 1997
Der Captain:


5. Eintrag ins Logbuch


Wir treffen uns am Freitag, den 22. August 1997, um 20.00 Uhr bei Dirk in Röttenbach.


A) Unser Programm beinhaltet:


(1) Ergebnis: „Tagung Signalverarbeitung in neuronalen Netzen“ in Verbindung mit dem „1. Rug Warrior Hindernislauf 1997“, 23. bis 25. Mai 1997 in Stuttgart

Die Signalverarbeitung in neuronalen Netzen wurde mit Vorträgen aus biologisch-medizinischer Sicht und aus Sicht der Informatik beleuchtet. Neben den Vorträgen wurde ein Wettbewerb autonomer mobiler Kleinroboter und eine Exkursion durchgeführt. Im einzelnen hatten wir folgendes Programm:


Freitag

20.00 Uhr Vortrag: „Aufbau und Funktion einer Nervenzelle“ (SS)
Samstag
10.00 Uhr Vortrag: Künstliche Neuronale Netze in der Informatik“ (ME)
11.30 Uhr Roboter Wettbewerb: „1. Rug Warrior Hindernislauf 1997“
14.30 Uhr
Exkursion zum Institut für Parallele und Verteilte Höchstleistungsrechner, Abteilung Bildverstehen,
Demonstration des SNNS - Stuttgarter Simulator für Neuronale Netze - und Vorführung Autonomer
Mobiler Roboter (GM, BG, HGF)
20.00 Uhr Musical: „Miss Saigon“
Sonntag
10.00 Uhr Vortrag: „Optische Signalverarbeitung in biologischen Systemen“ (TR)
11.30 Uhr Gruppenarbeit: „Unsere zukünftigen Aktivitäten“


Zu den Vorträgen lautete das Feedback der Teilnehmer: Grundlagenvermittlung, Einblick in fremde Themengebiete, informativ, gut aufbereitet, zum Teil sehr speziell und komplex, zum Teil auch für Laien gut verständlich.


Die Siegerehrung des 1. Rug Warrior Hindernislaufs 1997 fiel folgendermaßen aus:

1. Platz: Team „Fränkische Schweiz“ (TR, JS, DW, SH)
2. Platz: Team „Stuttgart“ (BG)
3. Platz: Team „Rostock“ (IS, BW)


Auf einem Parkour von ca. zehn Meter Länge und zwei Meter Breite wurden drei Läufe durchgeführt. Die Aufgabe war, möglichst schnell von der Startlinie an den Hindernissen vorbei zur Ziellinie zu kommen. Eine Lichtquelle markierte die Ziellinie. Die Startpositionen wurden ausgelost. Als besonders problematisch für die baugleichen Rug Warrior, die sich nur durch ihre Software unterschieden, erwies sich die Reflexion des Lichtes an der weißen Wand und an der Rückseite der Hindernisse. Folgende Zeiten wurden gemessen:



Team: „Stuttgart“

Team: „Fränkische Schweiz“

Team: „Rostock“

1. Lauf

Startplatz: 2

Zeit: 2:06:35

Platz: 2

Startplatz: 1

Zeit: 00:56:37

Platz: 1

Startplatz: 3

Zeit: Zeitüberschreitung

Platz: 3

2. Lauf

Startplatz: 3

Zeit: Zeitüberschreitung

Platz: 2

Startplatz: 2

Zeit: 1:01:91

Platz: 1

Startplatz: 1

Zeit: Zeitüberschreitung

Platz: 2

3. Lauf

Startplatz: 1

Zeit: 5:40:04

Platz: 3

Startplatz: 3

Zeit: 1:26:64

Platz: 1

Startplatz: 2

Zeit: 4:00:51

Platz: 2

Gesamt

Platz: 2

Platz: 1

Platz: 3


Haben zwei Teams in den drei Läufen die gleichen Plätze erreicht (hier 2, 2, 3 und 3, 2, 2), so erhält das Team die höhere Plazierung in der Gesamtwertung, dessen Roboter öfter ins Ziel gelangte. Das Feedback der Teilnehmer lautete: Highlight, witzig, interessant, spaßig, größerer Anreiz als Vorträge, motivierend, war ein Spaß, sehr motivierend, informativ ...


In den Räumen des Instituts für Parallele und Verteilte Höchstleistungsrechner wurden drei große Autonome Mobile Roboter, zahlreiche Rug Warriors, Videoausschnitte über das Roboter Praktikum an der Universität Stuttgart und einen Roboterwettbewerb in der USA, sowie der SNNS vorgeführt. Das Feedback der Teilnehmer fiel folgendermaßen aus: toll, breiter Überblick, auch Zeit für Verständnisfragen, gut, sehr gut, informativ, wichtige Kontakte, erfahrene Ansprechpartner für den Rug Warrior.


In der Gruppenarbeit wurde die Struktur eines zukünftigen Vereins erarbeitet. Abgelehnt wurde ein Verein, der ausschließlich dazu dient, Geld zur Unterstützung unserer Aktivitäten zu sammeln. Vielmehr sollen sich in dem zukünftigen Verein die Mitglieder aktiv beteiligen können. Zudem soll der bisher bestehende lockere Zusammenschluß (U.S.S. Miracle) neben dem Verein existieren.


(2) Kontakt: „Lehrstuhl für Mustererkennung, FAU Erlangen-Nürnberg“ (MR, DW, RD / LME)

Die Idee von RD, uns an eine Universität anzubinden, führte am 20. Juni 1997 in Erlangen zu einer Treffen von DW und MR mit Prof. Dr. H. Niemann, Dr.- Ing. D. Paulus, Dr.-Ing. J. Hornegger, Dr.Ing. J. Denzler und M. Zobel. Nach der allgemeinen Vorstellung der Beteiligten, präsentierten wir unseren Zusammenschluß anhand des „1. Rug Warrior Hindernislaufes 1997“. Nach Beschreibungen der gegenseitigen Interessen und Aktivitäten suchten wir nach Möglichkeiten der Zusammenarbeit. Die Ergebnisse lauten:



(3) Projekt: „WWW Suche zur Neuroforschung“ (SS, TR)

Nach der erfolgreichen WWW Suche zu Materialen über Mobile Roboter wollen wir eine WWW Suche im Bereich Neuroforschung starten. Ziel deses Projekts ist es, die verschiedenen Forschungsgebiete und den Stand der Forschung an verschiedenen Institutionen zu dokumentieren. Jeder, der interessante WWW Seiten kennt, möge sie bitte ausdrucken und zum Treffen mitbringen. Dort können sie dann von allen im neuen Ordner eingesehen werden. Vorab zwei Adressen zum Einsteigen: Ruhr-Universität Bochum, Institut für Neuroinformatik (http://neuroinformatik.ruhr-uni-bochum.de) und Zentrum für Neuroinformatik (http://www.ruhr-uni-bochum.de).


(4) Vortrag: „Bottom Up und Top Down Programmierung am Beispiel des Rug Warriors“ (BW)

Die Programmierung Mobiler Roboter kann ebenso wie die Programmierung der Desktop Computer mit Hilfe hochentwickelter Programmiersprachen wie C oder IC erfolgen. Mobile Roboter haben jedoch drei wesentliche Besonderheiten: sie bewegen sich, sie haben Sensoren und meist eine beschränkte Rechnerleistung. Das führt zu besonderen Softwarekonzepten. BW wird die Konzepte „Bottom Up“ und „Top Down“ darstellen. Zudem möchte er auf deren Realiserierung beim Rug Warrior eingehen, sowie in das Thema der selbstorganisierenden Sensorik einführen.

*** Anmerkung: Der Titel des Vortrages wurde kurzfristig ge„ndert. Das Handout zu dem dem Vortrag kann abgerufen werden: ***

Softwarekonzepte der Robotik am Beispiel des Rug Warrior



(5) Organisation: „Vereinsgründung“ (MR; WB, RD, TR, IS, SS, JS, BW)

Die Teilnehmer der Tagung haben in der Gruppenarbeit ihre Vorstellungen zu einem zukünftigen Verein geäußert. Auf dieser Grundlage wurde der Satzungsentwurf vom 15. Juni 1997 per email an die Teilnehmer der Tagung mit der Bitte um Verbesserung verschickt. Nach einer Prüfung des Satzungsentwurfes durch Juristen und dem Finanzamt wird der verbesserte Entwurf an alle per email verschickt. Möglicherweise kann auf dem Treffen bereits die Vereinsgründung erfolgen.

Dazu ein ein kleiner juristischer Exkurs: An dem Gründungsakt müssen sich mindestens zwei Personen beteiligen. Da der Verein in das Vereinsregister nur eingetragen werden darf, wenn er mindestens sieben Mitglieder hat, ist es zweckmäßig, mit der Gründung des Vereins so lange zu warten, bis wenigstens sieben Personen bereit sind, sich zu beteiligen.

Da der Verein zusätzlich zu unserem lockeren Zusammenschluß entstehen soll, werden wir für jede Form der Beteiligung offen stehen, sei es in verbindlicher oder unverbindlicher Form. Der Verein ist ein „Muß“, wenn wir als Veranstalter für Roboterwettbewerbe auftreten oder Geldgebern das Geldgeben erleichtern wollen (steuerliche Absetzungsmöglichkeit).

Aus den Antworten auf den Satzungsentwurf vom 15. Juni soll folgende lobenswerte Anregung herausgegriffen werden: BW schlägt vor, die Aufgabenbereiche des Vorstands und der Vollmitglieder zu bestimmen. Da eine konkrete Aufgabenverteilung überlicherweise außerhalb der Satzung erfolgt, soll sich jeder bis zum Treffen überlegen, welche Aufgaben er übernehmen will.


Aufgaben des Vorstandes sind:

1. Vorsitzender
Rundbrief schreiben, Treffen vorbereiten, Geldmittel organisieren, Kontakte knüpfen

2. Vorsitzender
Vertretung des 1.Vorsitzenden, fester Ansprechpartner für LME, Leitung der Roboterwettbewerbe

Schriftführer
Vortragsberichte sammeln, Protokolle erstellen, Veröffentlichung im WWW, Literaturbestände aufbauen und verwalten

Kassierer
Belege ordnen, Einnahmen-Ausgabenrechnung erstellen, Kontoführung, Beiträge der Fördermitglieder einziehen

Aufgaben der Vollmitglieder sind:

Neurowissenschaft
Vorträge halten, Bücher lesen, Besuch von Kongressen, Projekte durchführen

Autonome Mobile Roboter
Zusammenbau und Programmierung von Robotern, Gewinnen von Roboterwettbewerben, Vorträge halten, Bücher lesen, Projekte durchführen

Organisation
Tagungen und Roboterwettbewerbe mitorganisieren, Helfen beim Erstellen von WWW Seiten, Ideen für Projekte haben


(6) Vorbereitung: „Roboterwettbewerb 1998 in Erlangen“ (DW, MR / LME)

Der 1. Rug Warrior Hindernislauf 1997 war eine kleine und überwiegend interne Veranstaltung. Beim nächsten Wettbewerb sollen mehr als drei Teams starten. Zudem könnten die Teams von anderen Gruppen oder Universitäten teilnehmen. Dies setzt eine entsprechend langfristige Planung und die kontinuierliche Vorbereitung durch ein Organisationsteam voraus. Derzeitige Aktivitäten sind: DW malt die Rückseiten der Hindernisse schwarz. Zudem wird er mögliche Veranstaltungsräume an der FAU besichtigen und die Zusammenarbeit mit dem LME koordinieren. Zur Entwicklung eines Planes muß überlegt werden, was für den Wettbewerb erforderlich ist:

Koordinierung des Wettbewerbes, Bildung des Organisationsteams
Roboterteams suchen und informieren, Regeln schriftlich festhalten
Parkour für Hindernislauf weiterentwickeln, Aufgaben für Roboter ausdenken
Programmzeitschrift entwerfen, Sponsoren auf Werbung ansprechen
Berichterstatter von Radiosendern und lokalen Zeitungen ansprechen
Einbindung des Wettbewerbes in eine Tagung oder ein Seminar mit passendem Thema
Pokale, Urkunden evtl. Siegertreppchen besorgen
für Unterkunft, Rahmenprogramm und günstige Verpflegungsmöglichkeiten sorgen


(7) Projekt: „Rug Warrior“ (MR; WB, RD, SH, TR, IS, SS, JS, DW, BW)

Nach dem großen Auftritt der Rug Warrior wird jetzt wieder im stillen Kämmerlein gearbeitet. Beim Rug Warrior des Teams Fränkische Schweiz werden kleinere Hardwarefehler beseitigt und Verbesserungen, die an der Uni Stuttgart gesehen wurden, eingeführt. Das Team Rostock repariert ebenfalls kleinere Hardwarefehler. Zudem erarbeitet es ein neues Softwarekonzept namens ROROS (reflex oriented robot operating system). In Aachen wird der Rug Warrior weiter zusammengebaut.


(8) Planung: „Eyebot“ (MR, RD, GM)

Wenn wir in einem gemeinnützigen Verein eine steuerliche Absetzungmöglichkeit schaffen, wäre die Finanzierung eines Eyebots gesichert. GM von JOKER Robotics erklärte sich bereit, einen Eyebot vorzuführen, sobald er fertig entwickelt ist.


(9) Feedback (MR)

Die Frage lautet: :-( oder :-) ?


B) Zusätzlich zu unserem Programm möchte ich die U.S.S. Miracle und ihre Crew vorstellen:


(1) Was ist die U.S.S. Miracle ? (MR, TR, SS;)

Die U.S.S. Miracle ist ein lockerer Zusammenschluß von angehenden Forschern, Entwicklern und Unternehmern mit bestimmten gemeinsamen Interessen, wie z.B.: Autonome Mobile Roboter, Neuronale Netze, Gehirn, Bewußtsein sowie Künstliches Leben und Simulierte Welten. Die Crew Mitglieder sollen technologie- und innovationsfreundlich sein. Sie haben den Wunsch, zu einem Team zu gehören, weil bestimmte Erfolge nur gemeinsam zu erreichen sind. Der bisher bestehende lockere Zusammenschluß begründet für niemanden irgendwelche Verpflichtungen. Wir führen Projekte durch, halten Vorträge, bearbeiten bestimmte Fragestellungen und veranstalten gemeinsame Treffen. Diese Aktivitäten entsprechen unserer Natur als Forscher, Unternehmer oder Entwickler: Forscher sind neugierig, planlos und locker. Sie wollen Wissen um des Wissens willen erwerben. Man sollte ihnen ermöglichen, Wissen zu erwerben, das sonst keiner hat. In Veranstaltungen und Veröffentlichungen geben sie dieses Wissen an andere weiter. Ihr Erfolgsmaßstab ist die Anerkennung in der Forschungsgemeinschaft. Anders als Forscher haben sich Unternehmer planvoll Ziele gesetzt. Sie möchten gestalten, bewegen und verändern. Ihr Erfolgsmaßstab ist die Unabhängigkeit von der Gesellschaft und die Bewertung des geschaffenen Nutzen in Geld. Geld wiederum ist Entwicklern egal. Entwickler wollen ausprobieren, ob etwas funktioniert. Sie haben einen ausgeprägten Spieltrieb und lassen sich leicht für neue Dinge begeistern. Sie erwerben Wissen, um es praktisch umzusetzen.


(2) Unsere bisherigen Aktivitäten (MR, RD)

Unsere bisherigen Aktivitäten lassen sich in folgende drei Forschungs- und Entwicklungsbereiche einordnen:

  • Autonome Mobile Roboter

    Projekt: „Rug Warrior“ (MR; WB, RD, SH, TR, IS, SS, JS, DW, BW)
    Projekt: „World-Wide-Web Suche nach Mobilen Robotern“ (MR, WB, ME)
    Videovorführung: „Ausschnitte zu Mobilen Robotern und neuronalen Netzen“ (MR, AW)
    Wettbewerb: „1. Rug Warrior Hindernislauf 1997“ (MR, RD, DW)
    Team: „Fränkische Schweiz“ (TR, JS, DW, SH)
    Team: „Stuttgart“ (BG),
    Team: „Rostock“ (IS, BW)

  • Neuroforschung, insbesondere Mensch-Maschine-Schnittstelle

    Besuch: „Innovativer Medizinerkonkreß“ (TR, SS, MR)
    Fragestellung: „Kriterien belebter Systeme“ (SB, TR, SS, MR)
    Vortrag: „Überblick über das menschliche Nervensystem“ (TR)
    Vortrag: „Überblick über das Hormonsystem“ (TR)
    Tagungsvortrag: „Aufbau und Funkion einer Nervenzelle“ (SS)
    Tagungsvortrag: „Neuronale Netze in der Informatik“ (ME)
    Tagungsvortrag: „Optische Bildverarbeitung in biologischen Systemen“ (TR)

  • Altersforschung

    Vortrag: „Warum altern wir ?“ (SS)


(3) Budget für Mobile Roboter (MR; RD)

Unser Budget für Mobile Roboter beträgt DM 4000,-. Bisher wurden ausgegeben:

3x Rug-Warrior Bausatz: 3x DM 1070,- = DM 3210,-
3x Pyro Sensor: 1x DM 55,- = DM 55,-, 2x DM 65,- = DM 130,-
3x Buch „Mobile Roboter“: 3x DM 69,90 = DM 209,70
2x Versandkostenanteil: 2x DM 10,- = DM 20,-
1x Verpflegung Fehlersuchaktion: 1x DM 32,- = DM 32
1x Material für Hindernisse: 1x DM 74,- = DM 74,-
Gesamt: DM 3728,70,-
Reserve: DM 271,30,-


(4) Budget für Tagungen und Wettbewerbe (MR)

Aus den acht Teilnehmerbeiträgen (WB, MR, TR, IS, SS, JS, DW, BW) von je DM 50,- für die Tagung „Signalverarbeitung in neuronalen Netzen“ in Verbindung mit dem „1. Rug Warrior Hindernislauf“ ergibt sich ein Budget von DM 400,-. Es mußte durch einen Zuschuß von MR in Höhe von DM 212,81- auf DM 621,28- erhöht werden. Die Ausgaben für Hotel und Musical liefen über RD. Ausgegeben wurden:

Pokale „1. Rug Warrior Hindernislauf“ DM 234,00
Bürobedarf (Urkunden): DM 9,00
Bürobedarf (Mappen, Bleistifte, Papier): DM 35,25
Briefmarken: DM 50,-
Pralinen für Vortragende: DM 16,77
Farbfolien: DM 25,-
Getränke (Tankstelle): DM 26,80
Parkhausgebühren: DM 25 ,-
Telefongebühren Festnetz, Schätzung nach
Sichtung des Einzelverbindungsnachweises DM 200,-
Gesamt: DM 621,82
Reserve: DM 0


(5) Gemeinsame Literatur (MR)

Folgende Bücher und Schriften können bei mir ausgeliehen werden, soweit sie nicht gerade ausgeliehen sind:

Besonders zu empfehlen (ausgeliehen von):

  • Jones, Joseph L. / Flynn, Annita M., Mobile Roboter, 1996 (drei Exemplare) (JS, BW, WB)

  • Zell, Andreas, Simulation Neuronaler Netze (zwei Exemplare) (JS, TR)

  • Kandel, E. / Schwartz J. / Jessel T., Neurowissenschaften, 1996 (zwei Exemplare) (SS, TR)

  • Maar, Christa / Pöppel, Ernst / Christaller, Thomas, Die Technik auf dem Weg zur Seele, Forschungen an der Schnittstelle Gehirn / Computer, 1996 (DW)

Zu empfehlen:

  • bmbf Publikationen (z.B. Bundesforschungsbericht 1996, Deutscher Delphi Bericht)

  • Brand, Andreas, Einsatz künstlicher neuronaler Netzwerke in der Ablaufplanung, 1996

  • CHIP SPECIAL mit CD-Rom, Faszination Künstliches Leben - Simulierte Welten, 1995

  • CHIP SPECIAL mit CD-Rom, Gehirn, Gedächnis, Neuronale Netze, 1996

  • Dillmann, Rüdiger / Huck, Martin, Informationsverarbeitung in der Robotik, 1991

  • Ebner, Marc, Parallele Genetische Algorithmen auf einem Neurocomputer, 1995

  • Ebner, Marc, Robuste Extraktion sich bewegender Objekte aus einer mit dynamischer Kamera aufgenommenen Videosequenz, 1996

  • Hoffmann, Norbert, Simulation Neuronaler Netze, 2. Aufl., 1992

  • Levi, Paul / Bräunl, Thomas, Autonome Mobile Systeme 1994, 1994

  • Levy, Steven, Künstliches Leben aus dem Computer, 1996

  • Ministerium für Wissenschaft und Forschung, Baden-Würtemberg Landesforschungsbericht 1995

  • Mitketta, Gaby, Netzwerk Mensch, Den Verbindungen von Körper und Seele auf der Spur, 1997

  • Randow, Gero von, Roboter - Unsere nächsten Verwandten, 1997

  • Van de Velde, Walter, Toward Learning Robots, 1993