Sich selbst entwickelndes, adaptives Verhalten in künstlichen kognitiven Lernsystemen basierend auf selbstorganisierenden, sensomotorischen Körperwelten

• Applicant: Professor Dr. Martin Butz
• Subject Area: Image and Language Processing, Computer Graphics and Visualisation, Human Computer Interaction, Ubiquitous and Wearable Computing
• Term: from 2007 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 48677251

Das Lernen der Kontrolle des eigenen Körpers, das schon im Mutterleib beginnt, kann als die erste fundamentale Herausforderung während der Entwicklung von Tier oder Mensch angesehen werden. Dieses Kontrollproblem muss völlig autonom gemeistert werden. In der kognitiven Psychologie beschreibt das ideomotorische Prinzip eine mögliche Lösung. Die inverse, zielbasierte Aktivierung von sensomotorischen Kontingenzen, die zunächst durch zufällige Bewegungen aufgebaut werden, scheint unser Verhalten zu kontrollieren. Die Neurowissenschaft seinerseits hat herausgefunden, dass diese Kontingenzen in multiplen, internen, multimodalen Körperwelten eingebettet sind, die sensorische und motorische Informationen so integrieren, dass sie effektiv und zielgerichtet genutzt werden können. Dieses Projekt schlägt die Entwicklung von künstlichen kognitiven Systemen vor, die nach diesen Prinzipien funktionieren. Es sollen die minimalen Voraussetzungen ausgemacht werden, die nötig sind, um hochgradig anpassungsfähige, adaptive Systeme sich selbst entwickeln zu lassen. Dabei soll die Flexibilität des Verhaltens von Tieren und Menschen zumindest in Teilbereichen erreicht werden. Zur Realisierung des Vorhabens sollen unter Anderem sich selbstorganisierende neuronale Netzwerke, adaptive Filtermethoden und Bayessche Informationsverarbeitung zum Einsatz kommen. Insgesamt hat das Projekt drei übergeordnete Ziele: (1) Es sollen die Mechanismen und Strukturen identifiziert werden, die zur selbstkontrollierten Entwicklung von sensomotorischen Körperwelten und flexiblen Verhalten notwendig sind, wie bei Tier und Mensch gefunden. (2) Die sich selbst entwickelnden Strukturen sollen genutzt werden, die Flexibilität, Adaptivität und Robustheit der künstlichen kognitiven Systeme zu verbessern. (3) Überprüfbare Hypothesen sollen aufgestellt werden, wie sich biologische neuronale Strukturen bilden und wie diese Strukturen kognitive Prozesse und motorisches Verhalten effizient kontrollieren.

• DFG Programme: Independent Junior Research Groups