Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE |
Texto Completo: | http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/03.02.14.14 |
Resumo: | Com o advento das tecnologias atuais de processamento, controle e miniaturização, são cada vez mais frequentes os estudos com conglomerados de satélites, veículos aéreos não tripulados, veículos autônomos subaquáticos e robôs móveis. Esses sistemas consistem de unidades (agentes ativos) que podem interagir entre si, formando conglomerados coletivos. Surge então a importância de se estabelecer estratégias de controle para que os agentes realizem suas atividades de forma inteligente, trabalhando em grupo, colaborativamente. Neste trabalho, elaborou-se um modelo reativo visando levar grupos de agentes móveis autônomos a formações em movimento de deslocamento, partindo de posições aleatórias. Nessa abordagem, os agentes interagem via regras de repulsão, alinhamento e atração, e não guardam memória de interações anteriores. Adicionalmente, explorou-se um modelo de osciladores de fase acoplados, em que cada oscilador representa um agente móvel. Nos dois modelos, a comunicação entre os agentes é realizada apenas entre indivíduos vizinhos em redes de interligação criadas dinamicamente, de acordo com a distância espacial entre eles. Por fim, os modelos foram unidos de forma que os agentes pudessem iniciar seu movimento a partir de posições aleatórias, convergir para uma formação paralela, se movendo em uma direção pré-definida, e então interagirem segundo a dinâmica de osciladores acoplados, resultando em formações paralelas e circulares simétricas. |
id |
INPE_3fe84dee6b04b39be13e955f5a5ac50f |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/03.02.14.14.22-0 |
network_acronym_str |
INPE |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE |
spelling |
info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisEstratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiaisBioinspired and synchronization-based control strategies for artificial vehicles2016-03-03Elbert Einstein Nehrer MacauLamartine Nogueira Frutuoso GuimarãesLuiz de Siqueira Martins FilhoVander Luís de Souza FreitasInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação AplicadaINPEBRsistemas dinâmicosmovimento coletivosistemas multiagenteosciladores de fase acopladosdynamical systemscollective motionmultiagent systemsphasecoupled oscillatorsCom o advento das tecnologias atuais de processamento, controle e miniaturização, são cada vez mais frequentes os estudos com conglomerados de satélites, veículos aéreos não tripulados, veículos autônomos subaquáticos e robôs móveis. Esses sistemas consistem de unidades (agentes ativos) que podem interagir entre si, formando conglomerados coletivos. Surge então a importância de se estabelecer estratégias de controle para que os agentes realizem suas atividades de forma inteligente, trabalhando em grupo, colaborativamente. Neste trabalho, elaborou-se um modelo reativo visando levar grupos de agentes móveis autônomos a formações em movimento de deslocamento, partindo de posições aleatórias. Nessa abordagem, os agentes interagem via regras de repulsão, alinhamento e atração, e não guardam memória de interações anteriores. Adicionalmente, explorou-se um modelo de osciladores de fase acoplados, em que cada oscilador representa um agente móvel. Nos dois modelos, a comunicação entre os agentes é realizada apenas entre indivíduos vizinhos em redes de interligação criadas dinamicamente, de acordo com a distância espacial entre eles. Por fim, os modelos foram unidos de forma que os agentes pudessem iniciar seu movimento a partir de posições aleatórias, convergir para uma formação paralela, se movendo em uma direção pré-definida, e então interagirem segundo a dinâmica de osciladores acoplados, resultando em formações paralelas e circulares simétricas.The advent of the current technologies of processing, control and miniaturization, led the studies with satellite conglomerates, unmanned aerial vehicles, underwater autonomous vehicles and mobile robots to become increasingly frequent. These systems consist of units (agents) that may interact with each other, forming collective conglomerates. Then comes the importance of establishing control strategies for agents to carry out their activities in an intelligent manner, working together, collaboratively. In this work, we elaborated a reactive model, to lead groups of autonomous mobile agents to moving formations, starting from random positions. In this approach, the agents interact via repulsion, alignment and attraction rules, and do not keep memory of previous interactions. Additionally, we explored a model of phase-coupled oscillators, wherein each oscillator is a mobile agent. In both models, the communication between the agents is performed only among neighboring individuals in dynamically generated networks, in accordance with the spatial distance between them. Finally, these two models were gathered so that the agents could start their movement from random positions, converged to a parallel formation moving in a predefined direction, and then interacting according to the dynamics of phasecoupled oscillators, resulting in parallel and symmetric circular formations.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/03.02.14.14info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:55:01Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/03.02.14.14.22-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:55:02.336Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false |
dc.title.pt.fl_str_mv |
Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais |
dc.title.alternative.en.fl_str_mv |
Bioinspired and synchronization-based control strategies for artificial vehicles |
title |
Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais |
spellingShingle |
Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais Vander Luís de Souza Freitas |
title_short |
Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais |
title_full |
Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais |
title_fullStr |
Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais |
title_full_unstemmed |
Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais |
title_sort |
Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais |
author |
Vander Luís de Souza Freitas |
author_facet |
Vander Luís de Souza Freitas |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Elbert Einstein Nehrer Macau |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Lamartine Nogueira Frutuoso Guimarães |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Luiz de Siqueira Martins Filho |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Vander Luís de Souza Freitas |
contributor_str_mv |
Elbert Einstein Nehrer Macau Lamartine Nogueira Frutuoso Guimarães Luiz de Siqueira Martins Filho |
dc.description.abstract.por.fl_txt_mv |
Com o advento das tecnologias atuais de processamento, controle e miniaturização, são cada vez mais frequentes os estudos com conglomerados de satélites, veículos aéreos não tripulados, veículos autônomos subaquáticos e robôs móveis. Esses sistemas consistem de unidades (agentes ativos) que podem interagir entre si, formando conglomerados coletivos. Surge então a importância de se estabelecer estratégias de controle para que os agentes realizem suas atividades de forma inteligente, trabalhando em grupo, colaborativamente. Neste trabalho, elaborou-se um modelo reativo visando levar grupos de agentes móveis autônomos a formações em movimento de deslocamento, partindo de posições aleatórias. Nessa abordagem, os agentes interagem via regras de repulsão, alinhamento e atração, e não guardam memória de interações anteriores. Adicionalmente, explorou-se um modelo de osciladores de fase acoplados, em que cada oscilador representa um agente móvel. Nos dois modelos, a comunicação entre os agentes é realizada apenas entre indivíduos vizinhos em redes de interligação criadas dinamicamente, de acordo com a distância espacial entre eles. Por fim, os modelos foram unidos de forma que os agentes pudessem iniciar seu movimento a partir de posições aleatórias, convergir para uma formação paralela, se movendo em uma direção pré-definida, e então interagirem segundo a dinâmica de osciladores acoplados, resultando em formações paralelas e circulares simétricas. |
dc.description.abstract.eng.fl_txt_mv |
The advent of the current technologies of processing, control and miniaturization, led the studies with satellite conglomerates, unmanned aerial vehicles, underwater autonomous vehicles and mobile robots to become increasingly frequent. These systems consist of units (agents) that may interact with each other, forming collective conglomerates. Then comes the importance of establishing control strategies for agents to carry out their activities in an intelligent manner, working together, collaboratively. In this work, we elaborated a reactive model, to lead groups of autonomous mobile agents to moving formations, starting from random positions. In this approach, the agents interact via repulsion, alignment and attraction rules, and do not keep memory of previous interactions. Additionally, we explored a model of phase-coupled oscillators, wherein each oscillator is a mobile agent. In both models, the communication between the agents is performed only among neighboring individuals in dynamically generated networks, in accordance with the spatial distance between them. Finally, these two models were gathered so that the agents could start their movement from random positions, converged to a parallel formation moving in a predefined direction, and then interacting according to the dynamics of phasecoupled oscillators, resulting in parallel and symmetric circular formations. |
description |
Com o advento das tecnologias atuais de processamento, controle e miniaturização, são cada vez mais frequentes os estudos com conglomerados de satélites, veículos aéreos não tripulados, veículos autônomos subaquáticos e robôs móveis. Esses sistemas consistem de unidades (agentes ativos) que podem interagir entre si, formando conglomerados coletivos. Surge então a importância de se estabelecer estratégias de controle para que os agentes realizem suas atividades de forma inteligente, trabalhando em grupo, colaborativamente. Neste trabalho, elaborou-se um modelo reativo visando levar grupos de agentes móveis autônomos a formações em movimento de deslocamento, partindo de posições aleatórias. Nessa abordagem, os agentes interagem via regras de repulsão, alinhamento e atração, e não guardam memória de interações anteriores. Adicionalmente, explorou-se um modelo de osciladores de fase acoplados, em que cada oscilador representa um agente móvel. Nos dois modelos, a comunicação entre os agentes é realizada apenas entre indivíduos vizinhos em redes de interligação criadas dinamicamente, de acordo com a distância espacial entre eles. Por fim, os modelos foram unidos de forma que os agentes pudessem iniciar seu movimento a partir de posições aleatórias, convergir para uma formação paralela, se movendo em uma direção pré-definida, e então interagirem segundo a dinâmica de osciladores acoplados, resultando em formações paralelas e circulares simétricas. |
publishDate |
2016 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2016-03-03 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
format |
masterThesis |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/03.02.14.14 |
url |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/03.02.14.14 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação Aplicada |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
INPE |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
BR |
publisher.none.fl_str_mv |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE instname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) instacron:INPE |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE |
instname_str |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) |
instacron_str |
INPE |
institution |
INPE |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
publisher_program_txtF_mv |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação Aplicada |
contributor_advisor1_txtF_mv |
Elbert Einstein Nehrer Macau |
_version_ |
1706809358327742464 |