Die Interpretation des Verhaltens mehrerer Akteure in Szenenfolgen

173 Pages·1992·12.172 MB·German

by  Gudula Retz-Schmidt (auth.)

Informatik - Fachberichte
Band 206: P. Horster, H.lsselhorst,Approximative Public-Key-Kryp Band 231: R. Henn, K. Stieger (Hrsg.), PEARL 89 -Workshop Ober
tosysteme. VII, 174 Seiten. 1989. Realzeitsysteme. 10. Fachtagung, Boppard, Dezember 1989. Pro
Band 207: J. Knop (Hrsg.), Organisation der Datenverarbeitung an ceedings. X, 243 Seilen. 1989.
der Schwelle der 90er Jahre. 8. GI-Fachgesprach, DUsseldorf, Marz Band 232: R. Loogen, Parallele Implementierung funktionaler Pro
1989. Proceedings. IX, 276 Seiten. 1989. grammiersprachen. IX, 385 Seiten .. 1990.
Band 208: J. Retti, K. Leidlmair (Hrsg.), 5. Osterreichische Artificial Band 233: S. Jablonski, Datenverwaltung in vertellten Systemen.
Intelligence-Tagung, Iglsmrol, Marz 1989. Proceedings. XI, 452 Sei XIII, 336 Seiten. 1990.
ten.1989.
Band 234: A. Pfitzmann, Diensteintegrierende Kommunlkations
Band 209: U.W. Lipeck, Dynamische Integritiit von Datenbanken. netze mit teilnehmerOberprOfbarem Datanschutz. XII, 343 Seiten.
VIII, 140 Seiten. 1989. 1990.
Band 21 0: K. Drosten,Termersetzungssysteme.IX, 152 Seiten.1989. Band 235: C. Feder, Ausnahmebehandlung in objektorientierten
Band 211: H.W. Meuer (Hrsg.), SUPERCOMPUTER '89. Mannheim, Programmiersprachen. IX, 250 Seiten. 1990.
Juni 1989. Proceedings, 1989. VIII, 171 Seiten. 1989.
Band 236: J. Stoll, Fehlertoleranz in verteilten Realzeitsystemen. IX,
Band 212: W.-M. Lippe (Hrsg.), Software-Entwicklung. Fachtagung, 200 Seilen. 1990.
Marburg, Juni 1989. Proceedings. IX, 290 Seiten. 1989.
Band 237: R. Grebe (Hrsg.), Parallele Datenverarbeitung mit dem
Band 213: I.Walter, DatenbankgestOtzte Reprllsentation und Extrak Transputer. Aachen, September 1989. Proceedings. VIII, 241 Seiten.
tion von Episodenbeschreibungen aus Bildfolgen. VIII, 243 Seilen. 1990.
1989.
Band 238: B. Endres-Niggemeyer, T. Hermann, A. Kobsa, D. ROsner
Band 214: W. GOrka, H. SOrensen (Hrsg.), Fehlertolerierende (Hrsg.), Interaktion und Kommunikation mil dem Computer. Ulm,
Rechensysteme I Fault-Tolerant Computing Systems. 4.lnternatlo Milrz 1989. Proceedings. VIII, 175 Seiten. 1990.
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Proceedings. XI, 390 Seiten. 1989. Band 239: K. Kansy, P. WiBkirchen (Hrsg.), Graphik und KI. KOnigs
winter, April 1990. Proceedings. VII, 125 Seiten. 1990.
Band 215: M. Bidjan-Irani, Qualltllt und Testbarkeit hochintegrierter
Schaltungen. IX, 169 Seiten. 1989. Band 240: D. Tavangarian, Flagorientierte Assoziativspeicher und
-prozessoren. XII. 193 Seiten. 1990.
Band 216: D. Metzing (Hrsg.), GWAI-89. 13th German Workshop on
Artificial Intelligence. Eringerfeld, September 1989. Proceedings. XII, Band 241 : A. Schill, Migrationssteuerung und Konfigurationsverwal
485 Seiten. 1989. tung far verteilte objektorientierte Anwendungen. IX, 174 Seiten.
1990.
Band 217: M. Zieher, Kopplung von Rechnernetzen. XII, 218 Seiten.
1989. Band 242: D.Wybranietz, Multicast-Kommunikation In verteilten
Systemen. VIII, 191 Seiten.1990.
Band 218: G. Stiege, J. S. Lie (Hrsg.), Messung, Modellierung und
Bewertung von Rechensystemen und Netzen. 5. GI/ITG-Fachta Band 243: U. Hahn, Lexikalisch verteiltes Text-Parsing. X, 263 Sei
~ung, Braunschweig, September 1989. Proceedings. IX, 342 Seilen. ten. 1990.
1989.
Band 244: B. R. Kammerer, SprecherunabMngigkeit und Spreche
Band 219: H. Burkhardt, K. H. HOhne, B. Neumann (Hrsg.), Musterer radaption. VIII, 110 Seiten. 1990.
<ennung 1989. 11. DAGM-Symposium, Hamburg, Oktober 1989.
Band 245: C. Freksa,C. Habel (Hrsg.), Repr1!sentation undVerarbei
Droceedings. XIX, 575 Seiten. 1989
tung rllumlichen Wissens. VIII, 353 Seitan. 1990.
3and 220: F. Stetter, W. Brauer (Hrsg.),lnformatik und Schule 1989:
~ukunftsperspektiven der Informatik far Schule und Ausblldung. Band 246: Th. Brllunl, Massiv parallele Programmierung mit dem
31-Fachtagung, MOnchen, November 1989. Proceedings. XI, 359 Parallaxis-Modell. XII, 168 Seiten. 1990
Seiten.1989. Band 247: H. Krumm, Funktionelle Analyse von Kommunikations-.
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Seiten. 1989. ken. VIII, 141 Seiten.1990.
3and 222: M. Paul (Hrsg.), GI-19.Jahrestagung I. MOnchen, Okto Band 249: P. A. Gloor, N. A. Streitz (Hrsg.), Hypertext und Hyperme
Jer 1989. Proceedings. XVI, 717 Seiten. 1989. dia. IX, 302 Seiten. 1990.
3and 223: M. Paul (Hrsg.), GI-19.Jahrestagung II. MOnchen, Okto Band 250: H.W. Meuer (Hrsg.), SUPERCOMPUTER '90. Mannheim,
ler 1989. Proceedings. XVI, 719 Seiten. 1989. Juni 1990. Proceedings. VIII, 209 Seiten. 1990.
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111 Seiten. 1989 on Artificial Intelligence. Eringerfeld, September 1990. Proceedings.
3and 225: W. Stoll, Test von OSI-Protokollen. IX, 205 Seiten. 1989. X, 333 Seiten. 1990.
3and 226: F. Mattern, Verteilte Basisalgorithmen. IX, 285 Seiten. Band 252: G. Dorffner (Hrsg.), Konnektionismus in Artificial Intelli
989. gence und Kognitionsforschung. 6. Osterreichische Artificial-Intelli
3and 227: W. Brauer, C. Freksa (Hrsg.), Wissensbasierte Systeme. 3. gence-Tagung (KONNAI), Salzburg, September 1990. Proceedings.
nternationaler GI-KongreB, MOnchen, Oktober 1989. Proceedings. VIII, 246 Seiten. 1990.
<, 544 Seiten. 1989. Band 253: W. Ameling (Hrsg.), ASST'90. 7.Aachener Symposium far
3and 228: A.Jaeschke, W.Geiger, B.Page (Hrsg.), Informatik im Signaltheorie. Aachen, September 1990. Proceedings. XI, 332 Sei
Jmweltschutz. 4. Symposium, Karlsruhe, November 1989. Procee ten. 1990.
lings. XII, 452 Seiten. 1989. Band 254: R. E. GroBkopf (Hrsg.), Mustererkennung 1990. 12.
land 229: W. Coy, L. Bonsiepen, Erfahrung und Berechnung. Kritik DAGM-Symposium, Oberkochen-Aalen, September 1990. Procee
jer Expertensystemtechnik. VII, 209 Seiten. 1989. dings. XXI, 686 Seiten. 1990.
land 230: A. Bode, R. Dierstein, M. GObel, A.Jaeschke (Hrsg.), Band 255: B. Reusch, (Hrsg.), RechnergestOtzter Entwurf und Archi
lisualisierung von Umweltdaten in Supercomputersystemen. Karls tektur mikroelektronischer Systeme. GME/GIIITG-Fachtagung,
uhe. November 1989. Proceedings. XII, 116 Seiten. 1990. Dortmund, Oktober 1990. Proceedings. X, 298 Seiten. 1990.
Informatik-Fachberichte 308
Herausgeber: W. Brauer
im Auf trag der Gesellschaft fOr Informatik (GI)
Subreihe KOnstliche Intelligenz
Mitherausgeber: C. Freksa
in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich 1
"KOnstliche Intelligenz" der GI
Gudula Retz-Schmidt
Die Interpretation
des Verhaltens
mehrerer Akteure in
Szenenfolgen
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York London Paris
Tokyo Hong Kong Barcelona Budapest
Autor
Gudula Retz-Schmidt
Universitat Hamburg, Fachbereich Informatik
BodenstedtstraBe 16, W-2000 Hamburg 50
CR Subject Classification (1991): 1.2.10
ISBN-13:978-3-540-55307 -6 e-ISBN-13:978-3-642-77388-4
001: 10.1007/978-3-642-77388-4
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschOtzt. Die dadurch begrOndeten Rechte, insbesondere
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bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1992
Satz: Reproduktionsfertige Vorlage vom Autor
33/3140-543210 - Gedruckt auf s!lurefreiem Papier
Vorwort
Diese Arbeit ist im Rahmen des Projekts "VITRA: Kopplung bildverstehender und sprachverstehen
der Systeme" im Sonderforschungsbereich (SFBj 314 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
am Fachbereich Informatik der Universitat des Saarlandes entstanden. Das Buch ist eine iiberar
beitete Fassung meiner Dissertation. Ich danke meinem Betreuer und Hauptgutachter Wolfgang
Wahlster, der mich nach Kraften unterstutzt hat und der in Saarbriicken das Umfeld aufgebaut hat,
in dem diese Arbeit moglich war.
Dank gebiihrt auch meinem Zweitgutachter, Bernd Neumann, der dazu beigetragen hat, meine Mo
tivation, die Dissertation zum Abschlufi zu bringen, noch betrachtlich zu erhohen, und der sich trotz
eines dichtgedrangten Terminkalenders bereitgefunden hat, die Arbeit zugig zu begutachten.
Teile des Systems wurden von den Studenten Jacques Basmaji, Thomas Schiffmann, Markus Tetzlaff
und Jorg Winckler im Rahmen von Hilfskrafttatigkeiten, Fortgeschrittenenpraktika und Diplomar
beiten implementiert. Sie haben die ihnen gestellten Aufgaben in kreativer Weise umgesetzt. Markus
Tetzlaff, der sich am intensivsten und engagiertesten mit den Implementationsaufgaben befafit hat,
bin ich zu besonderem Dank verpflichtet.
Fur ihre Kommentare zu Vorversionen der Dissertation und des daraus entstandenen Buches danke
ich Hartmut Dorner, Jochen Heinsohn, Ralf Moller, Arno Ros, Jorg Schirra, Gerhard Strube und
Gunter Trost.
Allen Kollegen am Fachbereich Informatik der Universitat des Saarlandes, im SFB 314 und am
Deutschen Forschungszentrum fur Kunstliche Intelligenz (DFKI) in Saarbrucken sei fUr interessante
Diskussionen und Anregungen gedankt.
Schliefilich mochte ich meinen Eltern danken, die mich stets in meinen Vorhaben unterstutzt haben,
die immer als Ansprechpartner fUr mich da waren und die fur aIle Fragen und Probleme ein offenes
Ohr hatten.
Hambur.e:. im Dezember 1991 Gudula Retz-Schmidt
Inhalt
1 Einleitung 1
1.1 Zielsetzung 1
1.2 Motivation. 4
1.3 Gliederung der Arbeit 6
2 Interdisziplinare Grundlagen der Erkennung von Intentionen 9
2.1 Terminologische Grundlagen 9
2.1.1 Eigene Terminologie 9
2.1.1.1 Intention . 9
2.1.1.2 Intentionserkennung 10
2.1.2 Philosophische Grundlagen .. 12
2.1.2.1 Unterschiedliche Positionen in der philosophischen Handlungstheorie 12
2.1.2.1.1 Kausalismus vs. Finalismus . . . . . . . . . . . 12
2.1.2.1.2 Partikularismus vs. Handlungen als Abstrakta . 13
2.1.2.1.3 Pluralismus vs. Reduktionismus ... 13
2.1.2.1.4 Implizieren Handlungen Intentionen? 15
2.1.2.1.5 Sind die Konsequenzen von intendierten Handlungen eben
falls intendiert? 16
2.1.2.2 Was ist Intention? .. 18
2.1.2.2.1 Initiierbarkeit 18
2.1.2.2.2 Ausfiihrbarkeit 18
2.1.2.2.3 Lassen sich Intentionen auf Uberzeugungen zuriickfiihren? 20
2.1.2.2.4 Lassen sich Intentionen auf Uberzeugungen und Wiinsche
zuriickfiihren? . . . . . . 20
2.1.2.2.5 Intentionen vs. Wiinsche . . . . . . . 21
2.1.2.2.6 Einbindung von Intentionen in Plane 21
2.1.2.2.7 Selbstverpflichtung und Persistenz 22
2.1.2.2.8 Kurzfristigkeit ........... 23
2.1.2.2.9 Weitere Charakteristika von Intentionen 23
2.1.2.2.10 Resiimee ... 24
2.1.2.3 Arten von Intentionen 24
VIII
2.1.2.3.1 Handlungsbezogene vs. zustandsbezogene Intentionen . 24
2.1.2.3.2 Zukunftsgerichtete vs. gegenwartsgerichtete Intentionen . 25
2.1.2.3.3 Hierarchische Ordnung von Intentionen . 26
2.1.2.4 Erkennung von Intentionen 28
2.1.2.5 Resiimee .. 29
2.2 Psychologische Grundlagen . 29
2.2.1 Motivationspsychologie. 29
2.2.2 Okologische Psychologie 31
2.2.3 Sozialpsychologie.... 31
2.2.3.1 Attributionstheorie. 32
2.2.3.1.1 Untergliederung des Verhaltensstroms 32
2.2.3.1.2 Attribution von Handlungsursachen . 33
2.2.3.1.3 Resiimee ........ . 37
2.2.3.2 Psychologische Handlungstheorie 38
2.2.3.3 Resiimee... 39
2.2.4 Kognitive Psychologie 39
2.2.5 Resiimee........ 42
2.3 Grundlagen aus dem Bereich der Kiinstlichen Intelligenz 42
2.3.1 Plangenerierung .... 42
2.3.2 Uberzeugungssysteme. 47
2.3.3 Planerkennung .... 50
2.3.3.1 Was ist Planerkennung? 50
2.3.3.2 Kurzer AbriB der Entwicklung auf dem Gebiet der Planerkennung . 51
2.3.3.3 Dimensionen zur Unterscheidung von Planerkennungsansatzen 54
2.3.3.3.1 Art der Eingabe ...... 55
2.3.3.3.2 Abstrakte Aufgabenstellung 56
2.3.3.3.3 Repriisentation und Verarbeitung 57
2.3.3.4 Kritik am Planerkennungsansatz .. . . . 60
3 Die automatische Erkennung von Planen und Intentionen 63
3.1 Uberblick iiber das Gesamtsystem .............. . 63
3.1.1 Das Zusammenwirken der Systeme SOCCER und REPLAI-II 63
3.1.2 Die Architektur des Systems REPLAI-II 64
3.1.3 Verwendetes Wissen 64
3.2 Eingabe . . . 66
3.3 Fokussierung 66
3.4 Erkennung von Pliinen 68
3.4.1 Repriisentation von Planwissen 68
IX
3.4.1.1 Automatische Transformation der Planhierarchie in Ablaufschemata. 72
3.4.2 Verarbeitungsverfahren fUr die Planerkennung 73
3.5 Bewertung und Auswahl von Hypothesen . . . . . . . 78
3.5.1 Verarbeitungsverfahren fUr die Bewertung und Auswahl von Hypothesen 78
3.5.2 Verwandte Arbeiten 82
3.6 Extraktion von Intentionen . 83
4 Auf der Planerkennung aufbauende Interpretationsprozesse 87
4.1 Erkennung von Interaktionen zwischen mehreren Akteuren 87
4.1.1 Verwandte Arbeiten .............. . 87
4.1.2 Reprasentation von Wissen iiber Interaktionen . 89
4.1.3 Verarbeitungsverfahren fUr die Interaktionserkennung 94
4.1.3.1 Expansion des Fokus ...... . 98
4.2 Analyse von Fehlschlagen bei der Planausfiihrung 99
4.2.1 Verwandte Arbeiten ........... . 99
4.2.2 Grundlagen fiir die Analyse von Fehlschlagsursachen 100
4.2.3 Analyse der Fehlschlagsursachen. . . . . . . . . . . . 103
4.3 Natiirlichsprachliche Beschreibung der erkannten intentionalen Entitaten 109
4.3.1 Moglichkeiten der Beschreibung intentionaler Entitaten . . . 109
4.3.1.1 Natiirlichsprachliche Beschreibung von Intentionen 109
4.3.1.1.1 Motivationale Verben. . . . . . . . . . . . 109
4.3.1.1.2 Bewegungs- und andere Handlungsverben 110
4.3.1.1.3 Kontrolladverbien . 110
4.3.1.1.4 Aspekt ...... . 111
4.3.1.1.5 Prapositionalphrasen 111
4.3.1.1.6 Verkniipfungen ... 111
4.3.1.1.6.1 Finale Verkniipfungen 112
4.3.1.1.6.2 Kausale Verkniipfungen 113
4.3.1.1.6.3 Instrumentale Verkniipfungen 113
4.3.1.1.6.4 Konditionale Verkniipfungen . 114
4.3.1.1. 7 Tiefenkasus ............. . 114
4.3.1.2 Natiirlichsprachliche Beschreibung von Interaktionen 114
4.3.1.3 Natiirlichsprachliche Beschreibung von Fehlschlagen und deren Ursa-
chen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.3.2 Natiirlichsprachliche Beschreibung in REPLAI-II 116
5 Zusammenfassung und Ausblick 121
A Technische Angaben 125
x
A.l Implementation und technische Daten ... 125
A.2 Ein Beispiel fiir die Ausgabe des Systems . 125
A.3 Ein Graphik-Editor zum Erstellen von Planbibliotheken . 126
B Vereinfachte Darstellung der in der Fullball-Domane verwendeten Planhierarchie129
C Vereinfachte Darstellung der in der Fullball-Domane verwendeten Interaktions-
schemata 131
Literatur 137
Sachverzeichnis 163
Verzeichnis der Abbildungen
1.1 Raum-zeitliche Analyse und intention ale Interpretation von Beobachtungen 3
2.1 Beispiel fUr einen Handlungsgraphen ... 15
2.2 Beispiel fUr eine Dekompositionshierarchie 27
3.1 Die Architektur von SOCCER. 64
3.2 Die Architektur von REPLAI-II 65
3.3 Fur die Fokussierung relevanter Ausschnitt aus der Systemarchitektur 67
3.4 Arten von Relationen in der Planhierarchie . 69
3.5 Abstrakte Planhierarchie . . . . . . . . . . . 70
3.6 Ausschnitt aus der Planhierarchie in der FuBball-Domiine (Plan einzelangriff) . 70
3.7 Ausschnitt aus der Planhierarchie in der FuBball-Domiine (Plan balLabjagen) . 72
3.8 Ablaufschema fur den Teilgraph unter Knoten B 73
3.9 Ablaufschema fUr den Teilgraph unter Knoten C 73
3.10 Alternative abstrakte Planhierarchie fUr den Teilgraph unter Knoten B 74
3.11 Alternative abstrakte Planhierarchie fUr den Teilgraph unter Knoten C 74
3.12 Fur die Planerkennung relevanter Ausschnitt aus der Systemarchitektur . 75
3.13 Fur die Hypothesenselektion relevanter Ausschnitt aus der Systemarchitektur . 79
3.14 Fur die Intentionsextraktion relevanter Ausschnitt aus der Systemarchitektur . 84
4.1 Arten interaktiver Relationen zwischen Pliinen ....... . 90
4.2 Relation zwischen kollektiver Aktion und individuellem Plan 90
4.3 Interaktionsschema gruppenangriff-DIi t_abwehr und kollektive Aktionen . 92
4.4 Interaktionsschema angriff-DIit_abseitsfalle und kollektive Aktion. 93
4.5 Abstraktes paralleles Interaktionsschema .. 93
4.6 Abstraktes sequentielles Interaktionsschema 93
4.7 Zeitlich inkonsistentes abstraktes sequentielles Interaktionsschema 94
4.8 Zeitlich inkonsistentes abstraktes sequentielles Interaktionsschema 94
4.9 Logisch inkonsistentes abstraktes paralleles Interaktionsschema . 94
4.10 Logisch inkonsistentes abstraktes paralleles Interaktionsschema . 95
4.11 Fur die Interaktionserkennung relevanter Ausschnitt aus der Systemarchitektur . 9.5
4.12 Fur die Fokus-Expansion relevanter Ausschnitt aus der Systemarchitektur. . . . 99