[DISSERTAÇÃO DE MESTRADO] Sistema distribuído bio-inspirado para planejamento de caminho e navegação de times de robôs

Local: 
Por videoconferência
Data de Defesa: 
17/06/2021 - 09:00
Banca examinadora: 
Prof.ª Dr.ª Gina Maira Barbosa de Oliveira - FACOM/UFU (Orientadora)
Prof. Dr. Luiz Gustavo Almeida Martins - FACOM/UFU (Coorientador)
Prof. Dr. Carlos Roberto Lopes - FACOM/UFU
Prof.ª Dr.ª Roseli Aparecida Francelin Romero - ICMC/USP

Os autômatos celulares (AC) são abordagens bioinspiradas que foram recentemente investigadas para várias aplicações, incluindo a robótica. Um modelo aprimorado baseado em regras de AC e fluxo de decisões locais é proposto e avaliado para a navegação distribuída e descentralizada de times de robôs autônomos. O modelo proposto foi denominado BioTeam: sistema distribuído bio-inspirado para planejamento de caminho e navegação de times de robôs. Na primeira etapa, o planejamento de caminho é realizado por cada robô de forma independente. O objetivo é que cada robô do time consiga construir um caminho curto e livre de colisão da sua posição atual até sua meta, tentando evitar desvios desnecessárias tanto quanto possível. Durante o deslocamento pelo caminho definido, o sistema de controle descentralizado presente em cada robô deve ser capaz de evitar qualquer situação de possível colisão e principalmente superar possíveis conflitos de trajetórias envolvendo outros robôs, sem prejudicar a sua própria eficiência e dos outros membros do time. Assim, cada robô atinge seu objetivo de forma independente, sem comunicação com outros robôs. Experimentos foram realizados para confirmar a eficiência das novas técnicas empregadas. Simulações utilizando a plataforma Webots apresentaram resultados promissores na navegação de times com 10 a 50 robôs. Esses resultados confirmam que o modelo Bioteam é capaz de planejar rotas suaves e curtas e na navegação os robôs conseguem superar diferentes situações de conflitos de forma independente e descentralizada em ambientes grandes e complexos, com vários robôs se movimentando ao mesmo tempo.