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Universität Bremen

Navigation bei Mensch und Tier

Thomas Röfer

BegriffMenschliche Navigation

Navigation der AmeisenNavigation der Bienen

Navigation der Vögel

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 2

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Rückblick „SimRobot“GUI Mobile Roboter Roboterarme

Sensordaten Rauschen

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 3

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Navigation

� Navigation� Definition

� Na|vi|ga|ti|on, die; - [lat. navigatio = Schiffahrt, zu: navigare = fahren, segeln, zu: navis = Schiff] (Seew., Flugw.): bei Schiffen, Luft- u. Raumfahrzeugen Gesamtheit der Maßnahmen zur Bestimmung des Standorts u. zur Einhaltung des gewählten Kurses.

� na|vi|gie|ren «sw. V.; hat» (Seew., Flugw.): den Standort eines Schiffes od. Flugzeugs bestimmen u. es auf dem richtigen Kurs halten: nach der Sonne, mit dem Sextanten n.

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 4

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� Navigation� Definition

� Karten

Navigation

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 5

Universität Bremen

Navigation

� Navigation� Definition

� Karten

� Selbstlokalisation in der Seefahrt

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 6

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Menschliche Nav. - Perspektiven

� Perspektiven

BeobachterperspektiveFeldperspektive

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Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 7

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Menschliche Nav. - Referenzsysteme

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 8

Universität Bremen

Menschliche Nav. - Referenzsysteme

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 9

Universität Bremen

Menschliche Nav. - Egozentrisch

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme� Egozentrische Richtungen

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 10

Universität Bremen

Menschliche Nav. - Imaginär

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme� Egozentrische Richtungen� Imaginär

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 11

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Menschliche Nav. - Richtungseffekt

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme� Egozentrische Richtungen� Imaginär� Richtungseffekt� Priming

PrimePrime PausePause Target/ReaktionszeitTarget/Reaktionszeit

100ms 350-850ms ?ms

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 12

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Menschliche Nav. - Richtungseffekt

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme� Egozentrische Richtungen� Imaginär� Richtungseffekt� Priming

� Ergebnisse

350ms 600ms 850ms

Film vorwärts Film rückwärts

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Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 13

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Menschliche Nav. - Routenbeschr.

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme� Egozentrische Richtungen� Imaginär� Richtungseffekt� Priming

� Ergebnisse

� Routenbeschreibung� Text

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 14

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Menschliche Nav. - Routenbeschr.

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme� Egozentrische

Richtungen� Imaginär� Richtungseffekt� Priming� Ergebnisse

� Routenbe-schreibung� Text

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 15

Universität Bremen

Menschliche Nav. - Routenbeschr.

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme� Egozentrische Richtungen� Imaginär� Richtungseffekt� Priming

� Ergebnisse

� Routenbeschreibung� Text

� Zeichnung

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 16

Universität Bremen

Menschliche Nav. - Routenbeschr.

� Perspektiven� Referenzsysteme� egozentrisch (intrinsisch)

� allozentrisch (deiktisch)

� Objektreferenzsysteme� Egozentrische Richtungen� Imaginär� Richtungseffekt� Priming

� Ergebnisse

� Routenbeschreibung� Text

� Zeichnung

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 17

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Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 18

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Ameisennavigation - Wegintegration

� Ameisennavigation� Wegintegration

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Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 19

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Ameisennavigation - Wegintegration

� Ameisennavigation� Wegintegration

� Experimente

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 20

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Bienennavigation - Koppelnavigation

� Ameisennavigation� Wegintegration

� Experimente

� Navigation der Bienen� Koppelnavigation

� Richtung durch Sonnenstand� Geschwindigkeit durch

optischen Flussx

y

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 21

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Bienennavigation - Homing

� Ameisennavigation� Wegintegration

� Experimente

� Navigation der Bienen� Koppelnavigation

� Richtung durch Sonnenstand� Geschwindigkeit durch

optischen Fluss

� Homing� Duftgradient� Retinabild

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 22

Universität Bremen

Navigation der Vögel - Kompass

� Ameisennavigation� Wegintegration

� Experimente

� Navigation der Bienen� Koppelnavigation

� Richtung durch Sonnenstand� Geschwindigkeit durch

optischen Fluss

� Homing� Duftgradient� Retinabild

� Navigation der Vögel� Kompass

� Magnetfeld

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 23

Universität Bremen

Navigation der Vögel - Kompass

� Ameisennavigation� Wegintegration

� Experimente

� Navigation der Bienen� Koppelnavigation

� Richtung durch Sonnenstand� Geschwindigkeit durch

optischen Fluss

� Homing� Duftgradient� Retinabild

� Navigation der Vögel� Kompass

� Magnetfeld� Sonnenstand

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 24

Universität Bremen

Navigation der Vögel - Kompass

� Ameisennavigation� Wegintegration

� Experimente

� Navigation der Bienen� Koppelnavigation

� Richtung durch Sonnenstand� Geschwindigkeit durch

optischen Fluss

� Homing� Duftgradient� Retinabild

� Navigation der Vögel� Kompass

� Magnetfeld� Sonnenstand

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Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 25

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Navigation der Vögel - Rasterkarte

� Ameisennavigation� Wegintegration

� Experimente

� Navigation der Bienen� Koppelnavigation

� Richtung durch Sonnenstand� Geschwindigkeit durch

optischen Fluss

� Homing� Duftgradient� Retinabild

� Navigation der Vögel� Kompass

� Magnetfeld� Sonnenstand

� Rasterkarte

Kognitive Robotik I – Navigation bei Mensch und Tier 26

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Navigation der Vögel - Mosaikkarte

� Ameisennavigation� Wegintegration

� Experimente

� Navigation der Bienen� Koppelnavigation

� Richtung durch Sonnenstand� Geschwindigkeit durch

optischen Fluss

� Homing� Duftgradient� Retinabild

� Navigation der Vögel� Kompass

� Magnetfeld� Sonnenstand

� Rasterkarte� Mosaikkarte