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Diese pädagogische Sequenz mit vier Manipulationen vermittelt ein gutes Verständnis für die verschiedenen Arten der Maschinensteuerung, von der Fernsteuerung (völlige Unabhängigkeit der Maschine) bis zum Reinforcement Learning (selbstständiges Lernen der Maschine). Wir zeigen jedoch, dass unabhängig vom Niveau der Mensch der Herr über die Maschine bleibt, da nur er ihr ein Ziel vorgeben kann.

Wir werden auch den Unterschied zwischen dem, was heute als „Künstliche Intelligenz” bezeichnet wird, d. h. Systeme, bei denen die Maschine lernt (Stufen 3 und 4), und der deterministischen Programmierung (Stufe 2) klar erläutern.

Die Begleitfolien enthalten zusätzliche Anweisungen für die Handhabung und veranschaulichen die vier Stufen anhand von zusammenfassenden Schemata.

Diese 4 Handgriffe sind:

1. Fernsteuerung: Der Benutzer lädt die Konfiguration „Fernsteuerung” und wählt dann die Aktionen aus, die der Roboter ausführen soll. Dabei macht er sich auch mit der Software vertraut. Der Roboter verfügt über keinerlei Autonomie, da seine Aktionen jederzeit vom Menschen bestimmt werden.

2. Programmierung: Der Benutzer lädt die Konfiguration „Manuelle Bearbeitung – Hindernisvermeidung” und muss dann die Entscheidungsregeln des Roboters festlegen, je nachdem, ob seine Sensoren messen, dass er blockiert oder nicht blockiert ist (es müssen die Verbindungen ausgewählt werden, die in einem Mini-Netzwerk künstlicher Neuronen hergestellt werden sollen). Der Benutzer stellt das Programm ein und drückt dann die Taste „Autonom”, um es zu testen. Die Anzeigen „Belohnung” und „Level” zeigen Werte an, die umso höher sind, je weiter der Roboter ohne Blockierung vorankommt: Die Aktivität kann als Spiel dargestellt werden, bei dem es darum geht, das vom Roboter erreichte Level zu maximieren (Anmerkung: Das „Level” ist der Durchschnitt der in einer Minute erzielten „Belohnungen”; dieses Konzept der Belohnung findet sich auch in Level 4 „Lernen durch Verstärkung” wieder).. Mit dieser Aktivität hat der Benutzer seinen Thymio-Roboter „programmiert”: Der Roboter kann dann autonom arbeiten, führt jedoch jederzeit das aus, was vorgesehen wurde. Die Aktivität kann mit anderen Konfigurationen aus der Kategorie „Manuelle Bearbeitung” wiederholt werden, deren Schwierigkeitsgrad zunimmt. Es kann auch betont werden, dass ein Roboter, um autonom zu sein, über Sensoren verfügen muss.

3. Überwachtes Lernen: Die Benutzer laden die Konfiguration „Trainieren Sie Ihren Thymio” und trainieren ihre Roboter, damit sie sich auf einer Rennstrecke bewegen können. Der große Unterschied zum vorherigen Level „Programmierung” besteht darin, dass der Benutzer nicht mehr direkt die Berechnungsregeln für die Analyse der Sensordaten festlegt, sondern lediglich Beispiele liefert , anhand derer die KI selbstständig die zu verwendenden Regeln findet („lernt”). Weitere Informationen zum überwachten Lernen finden Sie unter der Aktivität „Der ängstliche Thymio ”.

4. Verstärkendes Lernen: Die Benutzer laden die Konfiguration „Verstärkendes Lernen – Hindernisvermeidung” und drücken einfach die Taste „Autonom”. Die Roboter beginnen zu lernen, nicht mehr anhand von Beispielen, die ihnen von Menschen gegeben werden, sondern anhand ihrer eigenen Erfahrungen, die sie bei ihren eigenen „Erkundungen”, also durch Versuch und Irrtum, sammeln. Die Belohnung ( und das Level, das eine durchschnittliche Belohnung berechnet) wird angezeigt: Diese Belohnung versucht die KI zu maximieren. Die Belohnung ist nicht Teil der KI, sondern ein Hilfsprogramm, das die Bewegungen und Blockaden des Roboters analysiert. Der Mensch ist also nicht aus dem Kreislauf ausgeschlossen, denn er hat die Art der Belohnung festgelegt, um die KI zu dem von ihm gewünschten Verhalten zu trainieren. Weitere Details zu diesem Level finden Sie auch in der Aktivität „Die Arena”.

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