Cilj naloge:
Cilj naloge je izvesti in preučiti urjenje v ročnem vodenju fizičnega modela žerjava ter ga optimirati s pomočjo strojnega učenja in genetskih algoritmov. Naloga je sestavljena iz več zaporednih delov:
(a) učenje ročnega vodenja,
(b) analiza ročnega vodenja,
(c) strojno učenje pravil vodenja iz posnetkov ročnega izvajanja,
(d) optimizacija strojno naučenih pravil z genetskim algoritmom,
(e) poskus izboljšave ročnega vodenja na podlagi
analize strojno generiranih in optimiranih modelov.
Podrobnejši opis posameznih točk:
(a) Skupino za seminarsko nalogo raširite tako, da bo štela skupno šest oseb. Vsak član tako razširjene skupine naj izvede niz poskusov, v katerem se poskusi naučiti ročno voditi model žerjava oziroma z njem izvesti določeno nalogo. Sistem vodimo s pritiskanjem na tipke, s čimer vklapljamo oziroma izklapljamo motorje za premikanje vozička in za spuščanje oziroma dviganje vrvi na žerjavu. Nalogo je potrebno opraviti v čim hitreje. če to ne uspe v določenem času, se poskus prekine kot neuspešen. Prav tako se prekine poskus, pri katerem vrednost katerekoli od opazovanih spremenljivk stanja uide iz dovoljenega območja. Natančne definicije dovoljenih in ciljnih območij bodo podane ob seznanjanju z modelom, ki se nahaja na Odseku za inteligentne sisteme na Institutu Jožef Stefan.(b) Na podlagi posnetkov učenja bo potrebno ugotoviti karakteristike učenja (hitrost učenja, kvalitativen opis spreminjanja uspešnosti, primerjava začetnih in končnih poskusov, obseg individualnih odstopanj) in podati karakteristike naučene strategije vodenja.
(c) Iz ``inštruktorskih'' posnetkov ročnega vodenja bo potrebno z uporabo programa Retis zgraditi pravila vodenja, ki naj bi oponašala prej posneto ročno vodenje, in preizkusiti, kako izpeljejo nalogo, ki ste jo v točki [a] izvajali ročno.
(d) S pomočjo obstoječega programa za optimizacijo z genetskimi algoritmi bo potrebno optimirati pravila, dobljena v točki [c], in jih zopet preizkusiti na modelu žerjava. Primerjali bomo ročno izvajanje iz točke [a] z optimiranim iz točke [c] in poskusili na podlagi razlik zapisati nasvete, kako bi bilo možno izboljšati ročno vodenje.
(e) Nasvete, dobljene v točki [d], bomo preizkusili tako, da bo vseh šest prostovoljcev izvedlo določeno število dodatnih poskusov ročnega vodenja. Na koncu bomo skupaj ugotovili, ali je metoda pripomogla k izboljšanju ročne veščine vodenja.
Naloga je tako po obsegu kot po vsebini dobro izhodišče za diplomske naloge. Priporočljivo je, da bi bili v skupini trije študenti.
Mentorica:
dr. Tanja Urbančičv sodelovanju s Sunčico Poljak
Govorilne ure: (na FRI) po dogovoru