Organisatorisches

Der erste Termin ist am 18.4.2017 um 14:15 Uhr in O27/122.

Projekt Regelbasierte und Constraint-Programmierung

Die Constraint-Programmierung verbindet deklaratives Programmieren mit effizienten Problemlösungstechniken, insbesondere aus der mathematischen Optimierung und der Künstlichen Intelligenz. Es handelt sich um ein aktuelles Forschungsgebiet, das bereits eine beachtliche Zahl industrieller Anwendungen vorweisen kann.

In diesem Projekt wird in Prolog oder Java mit Constraint Handling Rules (CHR) programmiert. Eine Prolog-basierte Version von CHR kann online ausprobiert werden.

Die Studierenden sollen grundlegendes Verständnis und Kenntnisse über Prinzipien und Verfahren der Constraint-Programmierung erhalten. Diese sollen im Rahmen eines umfangreichen Projekts angewandt und vertieft werden. Die Studierenden sollen dabei lernen die Constraint-Programmierung für die Modellierung und das Lösen einer Problemstellung einzusetzen.

Vorkenntnisse in CHR und der Eclipse Umgebung sind von Vorteil, werden aber nicht vorausgesetzt.

Themenstellung

Computational Psychology bezeichnet ein neueres Forschungsfeld zwischen Psychologie und Informatik, in dem psychologische Modelle von kognitiven Vorgängen wie Erinnern, Sehen, Schließen, mit Computerhilfe implementiert, analysiert und simuliert werden, und die Ergebnisse dieser Simulationen mit den Ergebnissen aus der experimentellen Psychologie verglichen werden, um so neue Erkenntnisse zu gewinnen über die zugrunde liegenden kognitiven Vorgänge und ihre Modelle.

Das Projekt beschäftigt sich mit einem in populären Produktionsregelsystem der Kognitionswissenschaften, ACT-R. Dabei handelt es sich um eine Computerumsetzung einer regel-basierten Theorie der menschlichen Kognition. Für ACT-R existieren zahlreiche Implementierungen und Modelle, die in wissenschaftlichen Publikationen und oft Online dokumentiert und aufgearbeitet sind. Anderseits gibt es in der Informatik mit Constraint Handling Rules (CHR) einen mächtigen regel-basierten Ansatz, mit dem ebenfalls ACT-R-Modelle implementiert werden könnten. Der Vorteil ist ein fundierteres Verständnis der Modelle aufgrund der klaren Semantik von CHR, sowie die Anwendung der vielfältigen Analysemethoden, die CHR zu Verfügung stellt. Es existiert bereits eine Implementierung der grundlegenden Konzepte der ACT-R-Theorie in CHR, die einen Compiler von ACT-R-Modellen zu CHR-Regeln enthält.

Im Rahmen des Projekts soll die aktuelle ACT-R-Semantik in CHR umgesetzt werden sowie aktuelle Forschungsergebnisse zu Konfluenz von ACT-R-Modellen in einem Konfluenztester umgesetzt werden.

Voraussetzungen für die Teilnahme am Projekt

  • Besuch einer einschlägigen Vorlesung im Bereich Constraint- und regelbasierte Programmierung.