Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis.
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32643 http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.24 |
Resumo: | Swarm robotics has several challenges in controlling social behavior when specific goals need to be achieved. Biologically inspired approaches, such as ant colony algorithms, are at the top of solutions that do not use artificial intelligence. In these algorithms local information scattered around the environment is used instead of a centralized local database. This thesis proposes a solution for the autonomous and distributed control of terrestrial robots through ant pheromone emulation. To this end, the iPNRD approach, which uses the data structure-based RFID element database as a Petri net is implemented. In this approach the trigger vector is saved in the environment tags, while the marking vector and the incidence matrix are saved in the robot reader. During tag data acquisition the robot updates its marking vector, changing its behavior. Robot-environment communication is performed through pseudoboxes, which represent control information external to the components of Petri nets. For experimental validation, a leaf cutting ant-based robot (Attabot) is designed, and for the simulation environment the V-REP platform was used. Operational tests indicate that the proposed method can coordinate ground robots to perform a specific task without any centralized control. This requires that the environment be modeled and have intelligence. |
id |
UFU_1db82be1d9d971262f4b5a2f4aaece69 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufu.br:123456789/32643 |
network_acronym_str |
UFU |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFU |
repository_id_str |
|
spelling |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis.iPNRD application with ant pheromone for autonomous and distributed control of mobile robots.ferômonio de formigarobôs móveisarquitetura de controleiPNRDCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOSSwarm robotics has several challenges in controlling social behavior when specific goals need to be achieved. Biologically inspired approaches, such as ant colony algorithms, are at the top of solutions that do not use artificial intelligence. In these algorithms local information scattered around the environment is used instead of a centralized local database. This thesis proposes a solution for the autonomous and distributed control of terrestrial robots through ant pheromone emulation. To this end, the iPNRD approach, which uses the data structure-based RFID element database as a Petri net is implemented. In this approach the trigger vector is saved in the environment tags, while the marking vector and the incidence matrix are saved in the robot reader. During tag data acquisition the robot updates its marking vector, changing its behavior. Robot-environment communication is performed through pseudoboxes, which represent control information external to the components of Petri nets. For experimental validation, a leaf cutting ant-based robot (Attabot) is designed, and for the simulation environment the V-REP platform was used. Operational tests indicate that the proposed method can coordinate ground robots to perform a specific task without any centralized control. This requires that the environment be modeled and have intelligence.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTese (Doutorado)A robótica de enxame possui vários desafios em relação ao controle do comportamento social quando objetivos específicos precisam ser alcançados. Abordagens de inspiração biológica, tal como algoritmos de colônia de formigas, estão no topo das soluções que não utilizam inteligência artificial. Nestes algoritmos as informações locais espalhadas no ambiente são usadas em vez de um banco de dados local centralizado. Esta tese propõe uma solução para o controle autônomo e distribuído de robôs terrestres através da emulação do feromônio de formiga. Para tal, a abordagem iPNRD, que utiliza a base de dados dos elementos da RFID baseada na estrutura de dados forma de uma rede de Petri é implementada. Nesta abordagem o vetor de disparos é salvo nas tags do ambiente, enquanto o vetor de marcação e a matriz de incidência estão salvos no leitor do robô. Durante a aquisição de dados da etiqueta o robô atualiza seu vetor de marcação, alterando seu comportamento. A comunicação robô-ambiente é realizada através de pseudoboxes, que representam informações de controle externas aos componentes das redes de Petri. Para validação experimental um robô baseado em formigas cortadeiras (Attabot) é projetado, e para o ambiente de simulação a plataforma V-REP foi utilizada. Teste operacionais indicam que o método proposto é capaz de coordenar os robôs terrestres para executar uma tarefa específica sem que haja qualquer tipo de controle centralizado. Para isso, é necessário que o ambiente seja modelado e que possua inteligência.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaTavares, José Jean-Paul Zanlucchi de Souzahttp://lattes.cnpq.br/7957071418601330Duarte, Marcus Antônio Vianahttp://lattes.cnpq.br/9030389274220180Duarte, Marcus Antônio Vianahttp://lattes.cnpq.br/9030389274220180Tavares, José Jean-Paul Zanlucchi de Souzahttp://lattes.cnpq.br/7957071418601330Gonçalves, Rogério Saleshttp://lattes.cnpq.br/9474579551520236Oliveira, Gina Maira Barbosa dehttp://lattes.cnpq.br/7119433066704111Basílio, João Carlos dos SantosCV: http://lattes.cnpq.br/1787742093562001Ferreira, Marco Vinícius Muniz2021-08-23T13:52:23Z2021-08-23T13:52:23Z2020-02-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfFERREIRA, Marco Vinícius Muniz. Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. 2020. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.24https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32643http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.24porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-08-24T06:24:20Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/32643Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-08-24T06:24:20Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. iPNRD application with ant pheromone for autonomous and distributed control of mobile robots. |
title |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. |
spellingShingle |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. Ferreira, Marco Vinícius Muniz ferômonio de formiga robôs móveis arquitetura de controle iPNRD CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOS |
title_short |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. |
title_full |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. |
title_fullStr |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. |
title_full_unstemmed |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. |
title_sort |
Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. |
author |
Ferreira, Marco Vinícius Muniz |
author_facet |
Ferreira, Marco Vinícius Muniz |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Tavares, José Jean-Paul Zanlucchi de Souza http://lattes.cnpq.br/7957071418601330 Duarte, Marcus Antônio Viana http://lattes.cnpq.br/9030389274220180 Duarte, Marcus Antônio Viana http://lattes.cnpq.br/9030389274220180 Tavares, José Jean-Paul Zanlucchi de Souza http://lattes.cnpq.br/7957071418601330 Gonçalves, Rogério Sales http://lattes.cnpq.br/9474579551520236 Oliveira, Gina Maira Barbosa de http://lattes.cnpq.br/7119433066704111 Basílio, João Carlos dos Santos CV: http://lattes.cnpq.br/1787742093562001 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Ferreira, Marco Vinícius Muniz |
dc.subject.por.fl_str_mv |
ferômonio de formiga robôs móveis arquitetura de controle iPNRD CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOS |
topic |
ferômonio de formiga robôs móveis arquitetura de controle iPNRD CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOS |
description |
Swarm robotics has several challenges in controlling social behavior when specific goals need to be achieved. Biologically inspired approaches, such as ant colony algorithms, are at the top of solutions that do not use artificial intelligence. In these algorithms local information scattered around the environment is used instead of a centralized local database. This thesis proposes a solution for the autonomous and distributed control of terrestrial robots through ant pheromone emulation. To this end, the iPNRD approach, which uses the data structure-based RFID element database as a Petri net is implemented. In this approach the trigger vector is saved in the environment tags, while the marking vector and the incidence matrix are saved in the robot reader. During tag data acquisition the robot updates its marking vector, changing its behavior. Robot-environment communication is performed through pseudoboxes, which represent control information external to the components of Petri nets. For experimental validation, a leaf cutting ant-based robot (Attabot) is designed, and for the simulation environment the V-REP platform was used. Operational tests indicate that the proposed method can coordinate ground robots to perform a specific task without any centralized control. This requires that the environment be modeled and have intelligence. |
publishDate |
2020 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2020-02-17 2021-08-23T13:52:23Z 2021-08-23T13:52:23Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
FERREIRA, Marco Vinícius Muniz. Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. 2020. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.24 https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32643 http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.24 |
identifier_str_mv |
FERREIRA, Marco Vinícius Muniz. Aplicação da iPNRD com feromônio de formiga para controle autônomo e distribuído de robôs móveis. 2020. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.24 |
url |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32643 http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.24 |
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.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia Brasil Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia Brasil Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFU instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
instname_str |
Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
instacron_str |
UFU |
institution |
UFU |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFU |
collection |
Repositório Institucional da UFU |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
repository.mail.fl_str_mv |
diinf@dirbi.ufu.br |
_version_ |
1813711580735471616 |