Redes de Petri de alto nível e PNRD invertida associadas ao controle de robôs móveis: uma abordagem para operações de busca e salvamento em trilhas e travessias

• Autor(a) principal: Fonseca, João Paulo da Silva
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22050; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.782
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAO::LINGUAGEM FORMAIS E AUTOMATOS; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO::ARQUITETURA DE SISTEMAS DE COMPUTACAO; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOS; Engenharia mecânica; Robôs móveis; Mechanical engineering; Petri nets; Mobile robots; Redes de Petri; Busca e salvamento; PNRD invertida; Robôs móveis; Redes de Petri de alto nível; Arquitetura de controle; Search and rescue; High-level Petri nets; Inverted-PNRD; Mobile robots; Control architecture

A cada dia um número maior de pessoas passa a se interessar por atividades ao ar livre. Um exemplo comum no Brasil é caminhar em trilhas e travessias ao longo de biomas naturais, normalmente gerenciados por parques estaduais. Porém, nem sempre os principiantes dispõem de conhecimento da área ou estão acompanhados por um guia e muitos nem mesmo estão fisicamente preparados para completar o percurso. Consequentemente, percebe-se um aumento significativo no número de incidentes de pessoas perdidas ou feridas em trilhas e travessias no país. Devido ao apelo social, algumas áreas da tecnologia já auxiliam estudos científicos sobre operações de busca e salvamento, como é o caso da robótica móvel e da inteligência artificial. No entanto, soluções para ambientes de trilhas e travessias são pouco relatadas na literatura, mostrando-se um desafio para a área. Esta tese propõe uma solução, baseada em redes de Petri de alto nível e na tecnologia RFID, aplicada no controle de robôs móveis para operações de busca e salvamento em trilhas e travessias. Para isso, parte-se do conceito de uma técnica denominada rede de Petri inserida em base de dados RFID (PNRD), originalmente desenvolvida para rastreio e controle de movimentação de objetos passivos ao longo de processos logísticos e de manufatura. Para ambientes característicos de busca e salvamento, nos quais há interesse em se rastrear e controlar a movimentação de agentes com comportamento ativo, propõe-se uma modificação estrutural da PNRD, denominada PNRD invertida ou iPNRD. A tese apresenta ainda duas arquiteturas de controle utilizadas para integrar os modelos em redes de Petri de alto nível, desenvolvidos na plataforma CPN Tools, tanto com dispositivos embarcados em robôs móveis, como com o ambiente de simulação desenvolvido na plataforma V-REP. Testes operacionais indicam que o método proposto tende a aumentar a rastreabilidade do usuário e direcionar as buscas para área reduzida, aumentando as chances de salvamento.