Universität Bielefeld - Sonderforschungsbereich 360

Dynamische Konzeptualisierung mit imaginalen Prototypen

Martin Hoffhenke und Ipke Wachsmuth

Einleitung

Im SFB 360 untersucht das Teilprojekt C1 CODY (`Concept Dynamics') konzeptuelle Repräsentationen von mechanischen Objekten und Aggregaten, die einem prototypischen künstlichen Kommunikator als Wissensquelle bei der Bewältigung kooperativer Konstruktionsaufgaben des Anwendungsbereiches `Manipulationen an mechanischen Objekten' dienen. In Erweiterung der Arbeiten im zurückliegenden Projektabschnitt wird die Annahme getroffen, daß diese Repräsentationen neben abstrakt-strukturellen auch imaginale Anteile besitzen. Durch die imaginalen Anteile sollen räumliche Merkmale, insbesondere die Form von Objekten und Aggregaten, in größerem Umfang in die Konzeptverarbeitung einbezogen werden. Der Einbezug imaginaler Repräsentationsformate ist dabei sowohl kognitionspsychologisch als auch aus Sicht der KI-Forschung sowie durch die Erfahrungen mit der im ersten Projektabschnitt entwickelten Konzeptverarbeitung motiviert. Untersuchungsgegenstand sind die Formate von generischen und aktuellen Repräsentationen sowie die Veränderungen (Dynamik) der aktuellen Repräsentationen, insbesondere bezüglich ihrer funktionalen Merkmale während der fortschreitenden Montage von Zielaggregaten aus dem Baufix-Szenario durch neuen visuellen und/oder sprachlichen Input.

Zur Bewältigung von Konstruktionsaufgaben muß der künstliche Kommunikator Wissen über die Bauteile und über mögliche Zielaggregate aufbauen und verarbeiten. Das Wissen muß u.a. äußerlich wahrnehmbare Merkmale wie beispielsweise die Form sowie strukturelle und funktionale Merkmale einschließen. Ferner muß es strukturierte Beschreibungen von Baugruppen, der Funktion der Komponenten in den Baugruppen sowie die räumliche Anordnung der Komponenten enthalten. Das Systemvorwissen soll insbesondere die benötigten Inferenzen zur Generierung aktueller Repräsentationen, wie die Erkennung konstruierter Aggregate und in der fortschreitenden Montage eingenommener funktionaler Rollen ermöglichen. Im ersten Projektabschnitt (1993-1996) wurde dazu ein auf dem klassischen Frame-Konstrukt aufbauender Repräsentationsformalismus entwickelt (COAR, s. [Jung96], [WJ96], [JW94]), der strukturierte logische Beschreibungen der Bauteile und Baugruppen ermöglicht, wobei zwischen den Konzeptualisierungen `als Bauteil' und `als Flugzeugteil' unterschieden wird. Die Inferenzen über den aktuellen Repräsentationen beinhalten die Erkennung von konstruierten Aggregaten und die dynamische Zuschreibung von funktionalen Rollen an die Konstruktionsobjekte entsprechend ihres wechselnden Aggregatkontexts.

Im Projektabschnitt 1996-1999 wird die bisherige Konzeptverarbeitung um räumlich-imaginale Anteile erweitert. Es wird davon ausgegangen, daß imaginale Anteile sowohl bei den generischen wie auch bei den aktuellen Repräsentationen vorkommen. Die imaginalen Anteile generischer Repräsentationen werden im folgenden als imaginale Prototypen bezeichnet. Die Klasse der Aufgaben, die langfristig repräsentiert werden soll, kann neben dem bislang zentralen Beispiel der Konstruktion eines Flugzeugmodells mehrere Fahrzeuge umfassen, wie beispielsweise einen Bus, einen Roller oder einen Hubschrauber.

Gegenstand des vorliegenden Reports sind die bislang erbrachten Beiträge des informatischen Teils im aktuellen Projektabschnitt von C1. Hier ist zunächst ein operationaler Ansatz für imaginale Repräsentationen entwickelt worden. In dem folgenden Abschnitt 2 wird dieser Ansatz zu einer `analogischen' Repräsentation von Formprototypen motiviert und in seiner Grundkonzeption ausführlich erläutert. Im Abschnitt 3 wird dann die Einbindung der Prototypen in ein System zur dynamischen Konzeptualisierung beschrieben. Erste Empirische Ergebnisse des psycholinguistischen Teils von C1 über die kontextabhängige Konzeptualisierung einzelner Objekte und Baugruppen sind in die Modellierungsgrundlagen einbezogen worden.


Postscript-File (~2340 k)
Anke Weinberger, 1998-03-04