Irene Rothe

Einführung in Computational Social Choice

MM: van Dijk / Petermann 2570 St 1b, 18.8.2011 Farbunverbindlich. Keine Druckdaten SPIESZDESIGN, Tel 0731.7254481 design@spiesz.de 20110314n Buchreihe: Bildquelle: Autor/Spieszdesign Bildrechte: Änderung gegenüber Vorentwurf: U4, RS Kosten / 1 Werbedatei Vertreter-Freigabe 6.4.11 van Dijk MM. U1 Freigabe 13.5.11 van Dijk MM. U1-U4 Freigabe Herst. DAT Freigabe ISBN 978-3-8274-2570-6 www.spektrum-verlag.de Sie wollen im Spiel den höchsten Gewinn machen? Das wollen die anderen Spieler auch! Können Sie und die anderen ihre individuellen Strategien so wählen, dass alle im Gleichgewicht sind und keiner von seiner Strategie abweichen möchte? Wie schwer ist es, solche Gleichgewichtsstrategien zu fi nden?

Noncooperative Game Theory

Playing is something profoundly human, and the ability to play is tightly tied to the intelligence of human beings, to their capability of thinking foresightedly and strategically, of choosing a particularly profitable move among all possible moves, of anticipating possible response moves by their adversaries, and thus to their capability of maximizing their own profit. By playing a game we here mean, in general, an interaction under preassigned rules, amongst several players each interested in maximizing their gains and acting strategically to this end. Games are encountered everywhere, be it as a party game, a card game, a computer game, or a game of hazard, be it as an individual or team sport such as chess, foil fencing, soccer, or ice hockey, be it companies organizing their strategies in a market economy, or states and other global players deciding on their geopolitical strategies.

Work in progress: Starter-project for first semester students to survey their engineering studies

To give students studying Electrical or Mechanical Engineering at the Bonn-Rhein-Sieg University of Applied Sciences a smoother beginning, three weeks in the first semester are used for project-based learning and self-learning exercises. The project-based learning part is used to do short-term projects (1 to 3 days) to motivate all the different subjects (mathematics, computer sciences, microcontrollers, principles of electrical engineering, measurement engineering and others) engineering students have to study during their time at the university and show the connection between these subjects. Short-term projects allow an insight into the real world of engineering, improve the student motivation, and enable students to develop soft skills. If projects like this are done in the beginning of the study it also helps them tremendously to connect to their fellow students. Further, there is the intention to prepare a situation where students “feel like engineers”. This paper presents a three full-day (organised on three days with four weeks gaps in between) course in the winter term 2014 using LEGO Mindstorm robot kits to give students an easy access to programming, algorithms, sensor technology, robotics and much more.

Organization of a Lego-robots contest offered to high school kids by engineering students within a project based learning environment

Collecting experiences in project-based learning environments is very important for students of almost all subjects. Especially, for engineering students who mostly work in teams later on. The department of Electrical Engineering, Mechanical Engineering and Technical Journalism of the Bonn-Rhine-Sieg University of Applied Sciences (HBRS) in Germany provides a project-based learning environment in the so called “project weeks”. Three weeks of a semester are available to do some realworld projects besides the normal lectures [1]. In the last three summer terms since 2011 the organisation of a Lego-robots contest for High School kids was used as a realworld project for the project weeks at HBRS. The university students had to prepare and execute the contest in order to get their credit points for the project. This includes: find an overall motto of the contest, invent and prepare funny and interesting tasks for the robot-parcour, handle money issues, organize the two days of the contest including a welcome-show, meals, do calculation to score the winner team and do the final award ceremony. Preparing the contest provides project-related learning elements as well as engineering and team-development challenging elements. So it enables the students to connect theory and practice and to apply knowledge and skills to solve practical problems. The following article describes how the idea of organizing a robots contest for High School kids made its way to a student project, how the project was organized by the lecturer, how the three project weeks were organized and what feedback was obtained at the end by the students.

How to handle large classrooms of engineering students: Two more applied methods/practices including a personal report

At the last Educon conference three practices were shared about how to handle large classrooms full of students as a short paper: Pingo with concept test questions, workshop-kind-of interactions to do peer-reviews and presenting at the first lecture of the semester only problems of the subject to be taught announcing that all those problems can be solved with the knowledge of the course. This paper will introduce two more methods newly applied in the winter and summer term 2015/16: using videos for very complicated parts of the subject matter and mixing instructing and explaining sections with exercising phases. The methods will be described and personal experiences will be reported.

Multiagent Resource Allocation: Aufteilung unteilbarer Ressourcen

Wie im vorigen Kapitel geht es auch hier um die Aufteilung von Ressourcen (oder, synonym, von Gutern bzw. Objekten) in einer Gruppe von Agenten (oder Spielern). Anders als beim Cake-cutting beschaftigen wir uns nun jedoch nicht mit der Aufteilung einer einzigen teilbaren Ressource, sondern es gibt mehrere unteilbare Ressourcen zu verteilen. Unteilbar sind die Ressourcen dabei in zweierlei Hinsicht: Keine Ressource (bzw. kein Gut oder Objekt) kann in kleinere Teilstucke zerlegt werden (auf Englisch sagt man, solche Ressourcen sind „indivisible“) und keine Ressource (bzw. kein Gut oder Objekt) kann mehr als einem Agenten zugeordnet werden – verschiedene Agenten konnen also nicht dieselbe Ressource gemeinsam nutzen (auf Englisch sagt man, solche Ressourcen sind „nonshareable“). Beispielsweise ware ein Datensatz, den ein Roboter auf dem Mars gesammelt hat, im ersten Sinn nicht unteilbar, weil man spezielle Daten aus ihm herausfiltern kann, und er ware im zweiten Sinn nicht unteilbar, weil verschiedene Forschergruppen diese Daten gemeinsam nutzen konnten.

Nichtkooperative Spiele: Gegeneinander spielen

Spielen ist etwas zutiefst Menschliches, und die Fahigkeit zu spielen ist eng an die Intelligenz des Menschen gebunden, an sein Vermogen, vorausschauend und strategisch zu denken, unter den gerade moglichen Spielzugen einen fur sich besonders vorteilhaften auswahlen zu konnen, mogliche Antwortzuge seiner Gegenspieler vorauszusehen und dabei insgesamt seinen Gewinn zu maximieren. Unter einem Spiel verstehen wir dabei ganz allgemein eine nach festgelegten Regeln verlaufende Interaktion zwischen mehreren Spielern, die jeweils an der Maximierung ihres Gewinns interessiert sind und zu diesem Zweck strategisch vorgehen. Spiele begegnen uns uberall, ob als Gesellschafts-, Computer- oder Glucksspiel, ob als Einzel- oder Mannschaftssportart wie Fechten, Fusball oder Eishockey, ob bei der Ausrichtung von Unternehmensstrategien in einer Marktwirtschaft oder bei geopolitischen oder -strategischen Entscheidungen durch Staaten oder „Global Players“.

Cake-cutting: Aufteilung teilbarer Ressourcen

Jeder kennt die Situation: Es wurde zu einer Feier geladen, aber jeder Gast hat so seinen eigenen Geschmack. Aus diesem Grund halt der um das Wohl seiner Gaste besorgte Gastgeber stets mehrere Kostlichkeiten bereit. Was aber, wenn es doch nun einmal nur die eine Hochzeitstorte gibt und der Gastgeber keinen Streit unter den Gasten aufkommen lassen mochte? Naturlich bietet auch die eine Torte etwas fur jeden Geschmack. Da hatten wir den luftig-lockeren Biskuitboden zum einen und die frischen Erdbeeren zum anderen. Und wer es noch suser mag, findet reichlich Sahne und Schokostreusel. Die Herausforderung fur den Gastgeber besteht nun darin, die Torte so zu zerschneiden, dass jeder Gast ein Tortenstuck erhalt, mit dem er zufrieden ist. Die grose Frage dabei ist: Wie kann man sicherstellen, dass jeder Gast mit seinem Stuck zufrieden ist und nicht doch lieber das Stuck des Tischnachbarn auf seinem Teller sehen wurde?

Judgment Aggregation: Gemeinsame Urteilsfindung

In Kapitel 4 haben wir uns mit der gemeinsamen Entscheidungsfindung durch Wahlen beschaftigt, also damit, wie man aus den individuellen Praferenzen verschiedener Wahler uber eine Menge von Kandidaten einen gemeinsamen (oder mehrere gemeinsame) Gewinner bestimmen kann. In diesem Kapitel geht es nun darum, wie man aus den individuellen Beurteilungen einer Gruppe ein gemeinsames Urteil fallen kann.

Kooperative Spiele: Miteinander spielen

Dieses Kapitel gibt eine kurze Einfuhrung in die kooperative Spieltheorie, die die nichtkooperative Spieltheorie aus Kapitel 2 erganzt. Beide Theorien beinhalten Aspekte der Kooperation von Spielern und Aspekte der Konkurrenz zwischen Spielern. In der nichtkooperativen Spieltheorie konkurrieren die einzelnen Spieler miteinander und versuchen egoistisch, nur ihre eigenen Interessen zu verwirklichen bzw. ihren eigenen Gewinn zu maximieren. Jeder kampft nur fur sich und keiner geht ein Bundnis mit anderen Spielern ein. Allerdings kann auch bei nichtkooperativen Spielen eine Form der Kooperation von Spielern in dem Sinn vorkommen, dass sich die von ihnen gewahlten Aktionen weniger aggressiv gegen ihre Gegenspieler richten, als es ihnen moglich ware.