Techniques for Controlling Swarms of Robots

• Autor(a) principal: Luciano Cunha de Araujo Pimenta
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/GASP-7Y5F4W
• topic: cooperação; robótica; enxames; Engenharia elétrica

Esta tese aborda o problema de controle de grandes grupos de robôs, referidos como enxames. São propostas soluções escaláveis as quais não necessitam da identificação única dos robôs. Todos os robôs executam o mesmo código e o sucesso na execução de uma tarefa não depende de membros específicos do grupo. Robustez à adição e remoção dinâmica de agentes também é uma vantagem das abordagens propostas. Na primeira metodologia, o enxame é modelado como um fluido imerso numa região onde um campo de forças externas livre de mínimos locais é definido. Neste caso, utiliza-se o método de Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (HPS) para modelar o fluido robótico'', mais especificamente, para modelar as interações entre robôs do grupo. O Método de Elementos Finitos (MEF) também é utilizado neste trabalho para calcular os campos vetoriais que determinam as forças externas. Esta abordagem é instanciada num problema de geração de padrões e também num problema de cobertura de ambientes. Na segunda metodologia, um problema de cobertura ótima de ambientes utilizando robôs equipados com sensores é tratado por meio de ferramentas provenientes da teoria de Otimização Locacional. São apresentadas três extensões importantes de resultados já conhecidos na literatura: (i) sensores com diferentes campos de visão, (ii) robôs com formato circular e (iii) ambientes poligonais não-convexos. Ambas metodologias são verificadas em simulações. A primeira metodologia é também implementada e testada em robôs reais.