Entwicklung eines Entscheidungsmoduls zur Haussteuerung auf Basis einer Ontologie
Diese Bachelorthesis ist im Studiengang "Multimedia Engineering" der Hochschule Wismar entstanden und beschäftigt sich mit der Steuerung von Räumen per Sprache. Zur Modellierung des Weltwissens kommt eine Ontologie zum Einsatz.
Das Haus ist eine Maschine zum Wohnen.
Le Corbusier, 1922
Kurzreferat
"Das Haus ist eine Maschine zum Wohnen" erkannte schon Le Corbusier (französisch-schweizerischer Architekt, 1887-1965) im Jahre 1922. Eine Maschine unterstützt uns bei der Erledigung gewöhnlicher Aufgaben, indem sie diese vollständig oder teilweise übernimmt. Ziel dieser Arbeit - als Bestandteil des Maike-Teilprojektes (Mobile Assistenzsysteme für Intelligente Kooperierende Räume und Ensembles) eOhr im Landesforschungsschwerpunkt IuK Mecklenburg-Vorpommern - ist die Entwicklung eines Prototypen, der Schaltaktionen aus natürlichsprachlichen Befehlen ermittelt, um so die Bedienung der "Maschine Haus" wesentlich zu erleichtern. Die Entscheidungen werden dabei vom Entscheidungsmodul auf Grundlage einer das Haus repräsentierenden Ontologie getroffen. Um das Entscheidungsmodul testen zu können, wird weiterhin ein Visualisierungmodul entwickelt. Außerdem werden Schnittstellen geschaffen, um Spracherkennung und Gerätesteuerung einfach anbinden zu können. Somit schafft diese Arbeit Grundlagen zur Steuerung eines Hauses über natürliche Sprache und vereinfacht hierdurch Bedienvorgänge des täglichen Lebens.
Abstract
"The house is a machine for living in" Le Corbusier already stated in 1922. Machines support us in managing tasks of our every-day life. Aim of this thesis, being part of the regional research focus in information- and communication-technologies, is the development of a prototype which is able to generate actions based on natural language commands. This essentially facilitates the handling of the "`machine house"'. The decisions are made by a decision-module based on an ontology representing the house. Moreover, a visualization is being developed for testing the decision-module. Furthermore, interfaces are integrated to easily connect a speech-recognition and device-control system. This thesis offers the fundamentals for controlling a house via natural language and thus aims at the simplification of daily tasks.
Schwerpunkte der Thesis
- Methoden zur Wissensrepräsentation, insbesondere Ontologien
- Grundlagen der Haussteuerung
- Grundlagen der Mensch-Maschine-Kommunikation
- Java-Programmierung
- Jena-Framework
- Pellet-Reasoner
Konzept
Das Entscheidungsmodul ist für die Verarbeitung der Ontologie zuständig, während das Visualisierungsmodul die Spracherkennung und Bussteuerung simuliert. Über die Ontologie werden dem Programm die Topologie des Hauses, sowie die Zustände der Geräte zur Verfügung gestellt. Dabei kommunizieren die einzelnen Module auf Basis von Events miteinander, wodurch eine einfache Erweiterbarkeit garantiert wird. Das Entscheidungsmodul generiert aus einem natürlichsprachlichen Befehl, wie "mach mal bitte das Licht im Wohnzimmer an" einen Schaltbefehl für die Bussteuerung.
Ergebnisse
Abschließend ist festzustellen, dass das Entscheidungsmodul den Vorgaben entsprechend arbeitet und bereits jetzt einen guten Einblick in die Steuerung des Hauses der Zukunft ermöglicht. "Es gibt keinen Grund, warum irgendjemand einen Computer in seinem Haus wollen würde" soll Ken Olson 1977 behauptet haben. Diese Arbeit beweist das Gegenteil. Wer hätte gedacht, dass wir nun nicht nur einen Computer im Haus haben, sondern dass dieser das Haus auch noch steuert? Dennoch befindet sich die Entwicklung noch am Anfang und bietet jede Menge Potential für die weitere Forschung, wie anhand der Erweiterungsvorschläge zu erkennen ist. Die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine wird zukünftig primär über Sprache erfolgen und die Vision des sprechenden und denkenden Computers aus der Science-Fiction-Welt wird zunehmend realer. Diese Arbeit trägt im Rahmen des Projektes eOhr mit dazu bei, dass diese Vorstellung Wirklichkeit wird.
weiterführende Informationen
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