Frank Hegel, Einführung

How to build Social Robots WS 2006/07
Veranstaltung 1, 23. Oktober 2006
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How to build Social Robots WS 2006/07
Veranstaltung 1:
(1)
(2)
(3)
Soziale Roboter als Interface zwischen Mensch und Maschine
Definition: Soziale Roboter
Typen sozialer Roboter nach Breazeal
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Geschichte
Erste Interfaces
ENIAC (1946)
SAGE Project (1958-63)
(Semi Automatic Ground Environment)
J. Licklider (Man Computer Symbiosis)
McCarty: Time Sharing (1960):
Trennung von Programmierer und Benutzer
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Geschichte
Neue Werkzeuge
D. Engelbart (1961/62):
„Augmenting Human Intellect“
I. Sutherland
Sketchpad, PhD-Thesis:
Computergrafik und Objekte
Forschung Ein-/Ausgabegeräte:
- Maus
- Five Finger Key
- Online Text System
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Geschichte
Xerox, Palo Alto
Alan Kay: Dynabook
„Doing with Images makes symbols“
XEROX, Büro der Zukunft
Alto (1972)
Rastergrafik, GUI, Ethernet, Smalltalk,
WYSIWYG uvm.
Jerome Bruner:
enactive, iconic, symbolic
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Geschichte
Apple Computer
Icons
Steve Jobs, 1979
„I remember they showed me three things. But I was so blinded by the first one [the graphical user interface], I didn´t see the other two.“ (Steve Jobs)
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Geschichte
Apple Lisa and Apple Macintosh
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Apple Lisa, 1981
Pull-Down Menus, Zwischenablage,
Copy & Paste...
Apple Macintosh, 1983
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Konversation, Manipulation, Delegation
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Konversation
(MS DOS, Unix Shell)
Manipulation
(MacOS, Windows)
Delegation
(Agent)
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Soziale Roboter als Interface zwischen Mensch und Maschine!
„The social robot can be perceived as the interface between man and technology. It is the
use of socially acceptable functionality in a robotic system that helps break down the barrier between the digital information space and people.“ (1)
„Contemporary interaction between humans and technology is dictated by machine-specific
operations. Thus the user is required to conform to the operational procedures and learn
the language of the machine. Machines do not provide intuitively understandable interfaces
with the consequence that many users of a machine are unable to utilise its complete functionality.“ [...]
„The anthropomorphic design of human-machine interfaces is inevitable. The important criterion is to seek a balance between people’s expectations and the machines capabilities.“
(2)
(1) B. Duffy, Anthropomorphism and The Social Robot (2003)
(2) B. Duffy, Anthropomorphism and Robotics (2002)
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Verhalten versus Handeln...
Verhalten sind alle Aktivitäten, die nach dem Reiz-Reaktions-Schema (SR) ablaufen. Soziales Verhalten meint dann, dass ein sozialer Stimulus die Reaktion ausgelöst hat.
Handeln soll dabei ein menschliches Verhalten (einerlei ob äusseres oder innerliches Tun,
Unterlassen oder Dulden) heissen, wenn und insofern als der oder die Handelnden mit ihm
einen subjektiven Sinn verbinden.
Soziales Handeln aber soll ein solches Handeln heissen, welches seinen von dem oder den
Handelnden gemeinten Sinn nach auf das Verhalten anderer bezogen wird und daran in seinem Ablauf orientiert ist.
Max Weber, Soziologische Grundbegriffe
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Verhalten versus Handeln...
Reiz-Reaktions-Schema
(spontan, unreflektiert)
Verhalten
soziales Handeln
Handeln
am Handeln anderer orientiert
Reflektion über den Sinn
(subjektiver Sinn des Handelnden)
Max Weber, Soziologische Grundbegriffe
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Definition: Soziale Roboter
Kerstin Dautenhahn:
(a)
Social robots are embodied agents that are part of a heterogeneous group: a society
of robots or humans.
(b)
They are able to recognize each other and engage in social interactions.
(c)
They possess histories (perceive and interpret the world in terms of their own
experience).
(d)
They explicitly communicate with and learn from each other
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Definition: Soziale Roboter
Brian Duffy:
(a)
Sociality implies the existence of interactive relationships. An agent capable of
interactive, communicative behaviour is considered social.
(b)
The simple existence of two autonomous robots in the same environment forces
aspects of social contact, be it direct or indirect.
(c)
One perspective is that one should be aware of their mental states (i.e. motives,
beliefs, desires, and intentions) and be able to attribute mental states to others,
which allows one to predict and analyse the behaviours of both oneself and others.
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Einsatz und Einsatzgebiete von sozialen Robotern
Abhängig vom Aufgabengebiet (Situation, Aufgabe)
Pflege alter Menschen
Pflege von Kleinkindern
Beaufsichtigung von Schulkindern
Haushaltshilfe
Büroassistenz
Krankenhausassistenz
...
Abhängig von Hauptkontaktperson(en)
Kinder, alte Menschen
Bekannte vs unbekannte Personen
Mit Robotern vertraute vs nicht vertraute Personen
...
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Soziale Robotik und relevante Felder
Psychology
Human Computer Interaction
Economics
Ethology
Game Theory
Sociobiology
Artificial Life
Anthropology
Collective Robots
Social Robots
Robot Societies,
Swarms
Sociable Robots,
Socially Interactive
Robots
Distributed AI
Primatology
Arts / Design
Sociology
Robotics, Engineering, Computer Science
T. Fong et al, A Survey of Socially Interactive Robots (2003)
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Soziale Roboter: Wer interagiert mit wem?
Fall 1:
Roboter (Agenten) interagieren mit Robotern (Agenten)
Social Robot
Fall 2:
Roboter (Agenten) interagieren mit Menschen, Tieren etc.
Sociable Robot
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Beispiele: Social Robots
...
(1) E-Puck SwarmBots
(2) Breve Toolkit
(3) The Sims 2
(1) http://lis.epfl.ch/index.html?content=research/projects/SwarmBots/
(2) http://www.spiderland.org/breve/
(3) http://www.diesims2.de/pages.view_frontpage.asp
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Beispiele: Social Robots, Swarm Bots
(1) http://www.swarm-bots.org
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Beispiele: Sociable Robots
...
(1) BIRON
(2) MAX
(1)
(2)
(3)
(4)
(3) iCat
(4) Kismet
http://www.techfak.uni-bielefeld.de/ags/ai/projects/BIRON/
http://www.techfak.uni-bielefeld.de/ags/wbski/
http://www.hitech-projects.com/icat/
http://www.ai.mit.edu/projects/humanoid-robotics-group/kismet/kismet.html
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Beispiele: Sociable Robots
Philips iCat
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Beispiele: Sociable Robots
Paro
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The Media Equation
„The media equation comes from a research project that we call Social Responses to Communication Technologies. [...] In short, we have found that individuals interactions with
computers, television, and new media are fundamentally social and natural, just like interactions in real life.“
kurz: Menschen verhalten sich Maschinen gegenüber wie anderen Menschen
Warum? „Our old brains automatically extrapolate when given a little hint. [...] A couple
of well-chosen words, reliably communicated, can do the trick. [...] It is not an issue of
artificial intelligence!“
Reeves & Nass, The Media Equation, 1996
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The Media Equation
Source Orientation
„The computer will be considered the source of information, not the programmer. [...]
People working with computers will not think about programmers during an interaction.
[...] Interactions with computers are more desireable for users when they don´t think
about a programmer.“
Politeness
„When a computer asks a user about itself, the user will give more positive responses
than when a different computer asks the same questions.“
...
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Kommunikationsmodell nach Shannon
Geräusch
Kanal
Sender
Empfänger
Inhalt/Thema
Information
Botschaft
Kodierung
Dekodierung
gemeinsame Zeichen: Transportmittel
}
Kontext, Bedingungen
Raum/Ort
Zeit/Dauer
Häufigkeit
Umstände/Situation
Ziele und Gründe
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Menschliche Kommunikation: Die metakommunikativen Axiome
(1)
Man kann nicht nicht kommunizieren.
(2)
Jede Kommunikation hat einen Inhalts- und einen Beziehungsaspekt, derart, dass
letzterer den ersteren bestimmt und daher eine Metakommunikation ist.
(3)
Die Natur einer Beziehung ist durch die Interpunktion der Kommunikationsabläufe
seitens der Partner bedingt.
(4)
Menschliche Kommunikation bedient sich digitaler und analoger Modalitäten.
Digitale Kommunikationen haben eine komplexe logische Syntax, aber bei Beziehun
gen eine unzulängliche Semantik. Analoge Kommunikationen besitzen dieses se
mantische Potential, aber keine eindeutige logische Syntax.
(5)
Zwischenmenschliche Kommunikationsabläufe sind entweder symmetrisch oder
komplementär, je nachdem, ob die Beziehung zwischen den Partnern auf Gleichheit
oder Unterschiedlichkeit beruht.
P. Watzlawick et al, Menschliche Kommunikation (1969, 2003)
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Social Sophistication
Typen sozialer Roboter
Complexity: Environment, Scenario (Application)
As the complexity of the environment and the scenario increases, the social sophistication
of the robot will clearly have to scale accordingly.
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Typen sozialer Roboter
Social
Classification: Sociable Robots
(C. Brezeal)
Classification: Social Interaction
(B. Duffy)
Sociable
completely engaged in social scenarios
maintenance complex social models
Socially Receptive
Social Interface
emotive expressions
adapt in some way to social situations
Socially Evocative
Expectations?
Non-Social
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Typen sozialer Roboter
Socially evocative
Design nutzt menschliche Tendenz zur Anthropomorphisierung. Eigenschaften, die diese
Tendenz evozieren z.B.:
Selbstgesteuerte Bewegung
Sprachliche Ausgabe
Rollenübernahme
Manifestation von Emotionen
Illusion von ‘Creation’
Autonomie
„The human attributes social responsiveness to the robot, but the robot´s behavior does
not actually reciprocate.“
Beispiele: Tamagotchi, Puppen, Toy Pets
C. Breazeal, Towards Sociable Robots (2003)
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Typen sozialer Roboter
Social interface
Diese Klasse benutzt Social Cues und einfache Kommunikationsmodalitäten, um die Interaktion zu erleichtern. D.h. ein natürliches Interface, dass dem Menschen vertraut ist:
Natürliche Sprache
Keine Tastatur
Mimik
Gestik
„The social model that the robot has for the person tends to be shallow (if any) and the
social behavior is often pre-canned or reflexive.
Beispiele: Roboter Avatar, Museumsroboter
C. Breazeal, Towards Sociable Robots (2003)
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Typen sozialer Roboter
Socially receptive
Roboter, die von Interaktion profitieren oder Lernen von:
Handlungen (motor skills)
Sprache (proto language)
Kognitive Modellierung von bestimmten Fähigkeiten
„This class tends to be more perceptive of human social cues, allowing people to shape the
robot´s behavior in richer ways. They are socially passive, however, responding to people´s
efforts at interacting with them but not pro-actively engaging people to satisfy internal
social aims.“
Beispiele: Dautenhahn & Billard, Nagai, 2003
C. Breazeal, Towards Sociable Robots (2003)
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Typen sozialer Roboter
Sociable
Roboter, die eigene interne Ziele und Motivationen haben und sozial aktiv sind, d.h. sie
treten mit Menschen in Kontakt, um diese Ziele zu erreichen.
„The robot´s social behavior is a product of its computational social psychology.“
Beispiele: Kismet, Leonardo
C. Breazeal, Towards Sociable Robots (2003)
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Typen sozialer Roboter
Examples
Socially Evocative
Tamagotchi
Social Interface
NursoBot
Socially Receptive
Yukie
Sociable Robot
Kismet
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Typen sozialer Roboter
Examples: Yukie Nagai, Joint attention
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Typen sozialer Roboter
Examples: Kismet, MIT
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