@inproceedings{WolffMeyerRoemer, author = {Wolff, Matthias and Meyer, Werner and R{\"o}mer, Ronald}, title = {Modellierung von Bew{\"a}ltigungsverhalten mit Merkmal-Werte-Relationen}, series = {Tagungsband, 26. Konferenz Elektronische Sprachsignalverarbeitung, 25.-27.03.2015, Eichst{\"a}tt}, booktitle = {Tagungsband, 26. Konferenz Elektronische Sprachsignalverarbeitung, 25.-27.03.2015, Eichst{\"a}tt}, editor = {Wirsching, G{\"u}nther}, publisher = {TUDpress}, address = {Dresden}, isbn = {978-3-95908-000-2}, pages = {224 -- 231}, language = {de} } @misc{HuberMeyerNowacketal., author = {Huber, Markus and Meyer, Werner and Nowack, Kati and Geßler, Peter}, title = {WoOF: Ein Framework f{\"u}r Wizard of Oz Experimente}, series = {Tagungsband, 27. Konferenz Elektronische Sprachsignalverarbeitung, 02.-04.03.2016, Leipzig}, journal = {Tagungsband, 27. Konferenz Elektronische Sprachsignalverarbeitung, 02.-04.03.2016, Leipzig}, editor = {Jokisch, Oliver}, publisher = {TUDpress}, address = {Dresden}, isbn = {978-3-95908-040-8}, pages = {127 -- 134}, abstract = {ucuikt2015}, language = {de} } @misc{MeyerHuberWolff, author = {Meyer, Werner and Huber, Markus and Wolff, Matthias}, title = {Verhaltenssteuerung einer universellen kognitiven Benutzerschnittstelle anhand einer Heizungssteuerung}, series = {Elektronische Sprachsignalverarbeitung, Tagungsband der 29. Konferenz, Ulm, 7.-9. M{\"a}rz 2018}, journal = {Elektronische Sprachsignalverarbeitung, Tagungsband der 29. Konferenz, Ulm, 7.-9. M{\"a}rz 2018}, editor = {Berton, Andr{\´e} and Haiber, Udo and Minker, Wolfgang}, publisher = {TUDpress}, address = {Dresden}, isbn = {978-3-95908-128-3}, pages = {301 -- 308}, abstract = {ucuikt2015}, language = {de} } @misc{HuberWolffMeyeretal., author = {Huber, Markus and Wolff, Matthias and Meyer, Werner and Jokisch, Oliver and Nowack, Kati}, title = {Some Design Aspects of a Cognitive User Interface}, series = {Online Journal of Applied Knowledge Management}, volume = {6}, journal = {Online Journal of Applied Knowledge Management}, number = {1}, issn = {2325-4688}, pages = {15 -- 29}, abstract = {We report on research conducted as part of the Universal Cognitive User Interface (UCUI) project, which aims at developing a universal, autarkic module for intuitive interaction with technical devices. First, we present an empirical study of image schemas as basic building blocks of human knowledge. Image schemas have been studied extensively in cognitive linguistics, but insufficiently in the context of human-computer-interaction (HCI). Some image schemas are developed early at pre-verbal stages (e.g., up-down) and may, thus, exert greater influence on human knowledge than later developed image schemas (e.g., centre-periphery). To investigate this for HCI contexts, we applied a speech interaction task using a Wizard of Oz paradigm. Our results show that users apply early image schemas more frequently than late image schemas. They should, therefore, be given preference in interface designs. In the second part of this contribution we therefore focus on the appropriate representation and processing of semantics. We introduce novel theoretical work including feature-values-relations and Petri net transducers, and discuss their impact on behaviour control of cognitive systems. In addition, we illustrate some details of the implementation regarding learning strategies and the graphical user interface.}, language = {en} } @misc{BeimGrabenHuberMeyeretal., author = {Beim Graben, Peter and Huber, Markus and Meyer, Werner and R{\"o}mer, Ronald and Wolff, Matthias}, title = {Vector Symbolic Architectures for Context-Free Grammars}, series = {Cognitive Computation}, volume = {14}, journal = {Cognitive Computation}, number = {2}, issn = {1866-9964}, doi = {10.1007/s12559-021-09974-y}, pages = {733 -- 748}, abstract = {Vector symbolic architectures (VSA) are a viable approach for the hyperdimensional representation of symbolic data, such as documents, syntactic structures, or semantic frames. We present a rigorous mathematical framework for the representation of phrase structure trees and parse trees of context-free grammars (CFG) in Fock space, i.e. infinite-dimensional Hilbert space as being used in quantum field theory. We define a novel normal form for CFG by means of term algebras. Using a recently developed software toolbox, called FockBox, we construct Fock space representations for the trees built up by a CFG left-corner (LC) parser. We prove a universal representation theorem for CFG term algebras in Fock space and illustrate our findings through a low-dimensional principal component projection of the LC parser state. Our approach could leverage the development of VSA for explainable artificial intelligence (XAI) by means of hyperdimensional deep neural computation.}, language = {en} } @inproceedings{BeimGrabenMeyerRoemeretal., author = {Beim Graben, Peter and Meyer, Werner and R{\"o}mer, Ronald and Wolff, Matthias}, title = {Bidirektionale Utterance-Meaning-Transducer f{\"u}r Zahlworte durch kompositionale minimalistische Grammatiken}, series = {Elektronische Sprachsignalverarbeitung 2019, Tagungsband der 30. Konferenz Dresden, 3.-8. M{\"a}rz 2019}, booktitle = {Elektronische Sprachsignalverarbeitung 2019, Tagungsband der 30. Konferenz Dresden, 3.-8. M{\"a}rz 2019}, editor = {Birkholz, Peter and Stone, Simon}, publisher = {TUDpress}, address = {Dresden}, isbn = {978-3-95908-157-3}, pages = {76 -- 82}, abstract = {Sprachgesteuerte Benutzerschnittstellen stehen oftmals vor der Aufgabe, physikalische Gr{\"o}ßenangaben und andere Zahlworte verstehen und {\"a}ußern zu m{\"u}ssen. Wir beschr{\"a}nken uns hier auf die sprachliche Produktion und das Verstehen von Zahlworten. Um nicht s{\"a}mtliche Zahlw{\"o}rter in einer Datenbank (dem mentalen Lexikon) vorhalten zu m{\"u}ssen, sollen morphologische Komposita durch eine geeignete Grammatik ableitbar sein. Wir kodieren sprachliche Zeichen als geordnete Tripel von Exponenten, syntaktischen Typen und Semantiken. Der syntaktische Typ wird durch eine minimalistische Grammatik (MG) beschrieben. F{\"u}r die Semantik verwenden wir den Lambda-Kalk{\"u}l der arithmetischen Termalgebra. Auf dem MG-Lexikon operieren syntaktische Erzeugungsfunktionen, die durch linguistische Inferenzregeln vorgegeben sind. Sprachproduktion und Sprachverstehen lassen sich dann durch einen bidirektionalen Utterance-Meaning-Transducer (UMT) beschreiben. Bei der Sprachproduktion gehen wir von einer semantischen Repr{\"a}sentation einer Zahl als arithmetische Termstruktur aus. Durch Datenbankabfrage wird daraus eine Zeichenfolge, welche die passenden Lexikon-Eintr{\"a}ge enth{\"a}lt. Daraus berechnet der UMT die Morphologie der {\"A}ußerung. Beim Sprachverstehen wird zur Eingabe die abgefragte Zeichenfolge auf dem Stack eines Priority-Queue-Parsers abgespeichert. Durch Anwendung der minimalistischen Inferenzregeln erzeugt der UMT dann schrittweise die semantische Termstruktur.}, language = {de} } @inproceedings{TschoepeDuckhornHuberetal., author = {Tsch{\"o}pe, Constanze and Duckhorn, Frank and Huber, Markus and Meyer, Werner and Wolff, Matthias}, title = {A Cognitive User Interface for a Multi-Modal Human-Machine Interaction}, series = {Speech and computer : 20th International Conference, SPECOM 2018, Leipzig, Germany, September 18-22, 2018, proceedings}, booktitle = {Speech and computer : 20th International Conference, SPECOM 2018, Leipzig, Germany, September 18-22, 2018, proceedings}, editor = {Karpov, Alexey and Jokisch, Oliver and Potapova, Rodmonga}, publisher = {Springer International Publishing}, address = {Cham}, isbn = {978-3-319-99578-6}, doi = {10.1007/978-3-319-99579-3}, pages = {707 -- 717}, language = {en} } @misc{MeyerBorislavovEckertetal., author = {Meyer, Werner and Borislavov, Borislav and Eckert, Friedrich and Richter, Christian and R{\"o}mer, Ronald and Beim Graben, Peter and Huber, Markus and Wolff, Matthias}, title = {Formalisierung und Implementierung einer adaptiven kognitiven Architektur unter Verwendung von Strukturdiagrammen}, series = {Elektronische Sprachsignalverarbeitung 2021 : Tagungsband der 32. Konferenz Berlin, 3.-5. M{\"a}rz 2021}, journal = {Elektronische Sprachsignalverarbeitung 2021 : Tagungsband der 32. Konferenz Berlin, 3.-5. M{\"a}rz 2021}, editor = {Hillmann, Stefan and Weiss, Benjamin and Michael, Thilo and M{\"o}ller, Sebastian}, publisher = {TUDpress}, address = {Dresden}, isbn = {978-3-959082-27-3}, issn = {0940-6832}, pages = {67 -- 76}, abstract = {Das Fachgebiet der Kognitiven Technischen Systeme zeichnet sich durch einen hohen Grad an Interdisziplinarit{\"a}t (z. B. Kenntnisse auf den Gebieten Biologie, Psychologie, Informatik und den Ingenieurwissenschaften) aus. Nach wie vor besteht Bedarf an einer methodischen Darstellung des Fachgebietes, bei der die theoretische Durchdringung von Zusammenh{\"a}ngen zwischen den verschiedenen Wissensgebieten zus{\"a}tzlich durch Anschaulichkeit unterst{\"u}tzt wird. Die vorliegende Arbeit stellt einen Fortschrittsbericht zur Realisierung eines Forschungs- und Experimentiersystems dar, mit dem wir dieses Anliegen unterst{\"u}tzen und {\"u}ber das wir erstmals konzeptionell in [1] berichtet haben. In diesem Beitrag folgen wir einem integrativen Ansatz zur Entwicklung einer kognitiven Architektur, mit der unter Verwendung repr{\"a}sentationaler Datenstrukturen adaptives Verhalten auf verschiedenen Zeitskalen sowie zwei wichtige Verhaltensprogramme f{\"u}r das Probleml{\"o}sen (Objektfindung, Exploration) auf der gemeinsamen Grundlage von Markov-Entscheidungsprozessen umgesetzt werden. Mit einem Kurzbericht zum Entwicklungsstand der physikalischen Experimentierumgebung und einer Zusammenfassung der bislang erreichten Ergebnisse beschließen wir den diesj{\"a}hrigen Beitrag.}, language = {de} } @incollection{MeyerLorenz, author = {Meyer, Torsten and Lorenz, Werner}, title = {Einf{\"u}hrung}, series = {Technik und Verantwortung im Nationalsozialismus}, booktitle = {Technik und Verantwortung im Nationalsozialismus}, editor = {Lorenz, Werner}, publisher = {Waxmann}, address = {M{\"u}nster [u.a.]}, isbn = {3-8309-1407-5}, pages = {1 -- 18}, language = {de} } @techreport{HuberRoemerMeyeretal., author = {Huber, Markus and R{\"o}mer, Ronald and Meyer, Werner and beim Graben, Peter and Wolff, Matthias}, title = {Struktur und Bedeutung-Theseus reloaded}, pages = {10}, abstract = {Bereits in der Fr{\"u}hphase der Kybernetik stellte C. E. Shannon ein Labyrinthexperiment zur Probleml{\"o}sung vor, das sich an der mythologischen Figur des Theseus orientierte. Seine L{\"o}sung kommt dabei ohne ein Bedeutungskonzept aus. Eine Problemanalyse aus psychologischer Sicht macht allerdings deutlich, dass bei diesem Experiment wesentliche kognitive Aspekte nicht ber{\"u}cksichtigt wurden. Um diese Aspekte herauszustellen, befassen wir uns kurz mit den mythologischen und historischen Hintergr{\"u}nden des Labyrinthproblems und erl{\"a}utern anschließend, warum wir {\"u}ber Shannons Modellvorstellungen hinausgehen m{\"u}ssen und Verfahren ben{\"o}tigen, mit denen wir zu semantischen Datentr{\"a}gern gelangen k{\"o}nnen. Zur Veranschaulichung unserer Methode modifizieren wir die Problemstellung, in dem wir "Theseus" die Befriedigung der Bed{\"u}rfnisse Hunger und Durst erm{\"o}glichen. Die Grundlage des Verfahrens ist die Festlegung von Zielmerkmalen und daran anschließend die Identifikation von l{\"o}sungsrelevanten Steuermerkmalen, welche "Theseus" zur Probleml{\"o}sung nutzen kann. Wir verwenden dabei den mathematischen Formalismus der Quantenmechanik, da er uns die Ableitung von semantischen Strukturen auf eine sehr elegante Weise erlaubt. Zun{\"a}chst exploriert "Theuseus" die Umgebung und erh{\"a}lt eine kompakte Repr{\"a}sentation in Form eines Weltvektors in einem Hilbertraum, der durch Tensorverkn{\"u}pfungen verschiedener Merkmalsr{\"a}ume entsteht. Die Kombination dieser Merkmalsr{\"a}ume f{\"u}hrt auf die mathematische Struktur eines Verbandes. Ausgehend vom gefundenen Weltvektor stellen wir ein Verfahren vor, mit dem "Theseus" Unterstrukturen des Verbandes bestimmen kann, welche semantischen Strukturen entsprechen und anschließend f{\"u}r die Probleml{\"o}sung verwendet werden k{\"o}nnen. Wir demonstrieren das Verfahren an verschiedenen Weltkonfigurationen. Den dabei abgeleiteten semantischen Strukturen kann man entnehmen, welche Merkmale ber{\"u}cksichtigt werden m{\"u}ssen, um die Zielmerkmale einer gegebenen Konfiguration manipulieren zu k{\"o}nnen.}, language = {de} } @misc{BeimGrabenRoemerMeyeretal., author = {Beim Graben, Peter and R{\"o}mer, Ronald and Meyer, Werner and Huber, Markus and Wolff, Matthias}, title = {Reinforcement learning of minimalist numeral grammars}, series = {10th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), Naples, Italy}, journal = {10th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), Naples, Italy}, isbn = {978-1-7281-4793-2}, issn = {2380-7350}, doi = {10.1109/CogInfoCom47531.2019.9089924}, pages = {13}, abstract = {Speech-controlled user interfaces facilitate the operation of devices and household functions to laymen. State-of-the-art language technology scans the acoustically analyzed speech signal for relevant keywords that are subsequently inserted into semantic slots to interpret the user's intent. In order to develop proper cognitive information and communication technologies, simple slot-filling should be replaced by utterance meaning transducers (UMT) that are based on semantic parsers and a mental lexicon, comprising syntactic, phonetic and semantic features of the language under consideration. This lexicon must be acquired by a cognitive agent during interaction with its users. We outline a reinforcement learning algorithm for the acquisition of the syntactic morphology and arithmetic semantics of English numerals, based on minimalist grammar (MG), a recent computational implementation of generative linguistics. Number words are presented to the agent by a teacher in form of utterance meaning pairs (UMP) where the meanings are encoded as arithmetic terms. Since MG encodes universal linguistic competence through inference rules, thereby separating innate linguistic knowledge from the contingently acquired lexicon, our approach unifies generative grammar and reinforcement learning, hence potentially resolving the still pending Chomsky-Skinner controversy.}, language = {en} } @misc{DuckhornHuberMeyeretal., author = {Duckhorn, Frank and Huber, Markus and Meyer, Werner and Jokisch, Oliver and Tsch{\"o}pe, Constanze and Wolff, Matthias}, title = {Towards an Autarkic Embedded Cognitive User Interface}, series = {Proceedings Interspeech 2017, 20-24 August 2017, Stockholm}, journal = {Proceedings Interspeech 2017, 20-24 August 2017, Stockholm}, editor = {Lacerda, Francisco}, publisher = {ISCA}, doi = {10.21437/Interspeech.2017}, pages = {3435 -- 3436}, abstract = {ucuikt2015}, language = {en} }