[TESE DE DOUTORADO] Autômatos Celulares e Sistemas Bio-Inspirados Aplicados ao Controle Inteligente de Robôs

Nome do Aluno: 
Local: 
Sala 1B132, Bloco 1B, Campus Santa Mônica
Data de Defesa: 
10/04/2017 - 09:00
Banca examinadora: 
Prof.ª Dr.ª Gina Maira Barbosa de Oliveira – FACOM/UFU
Prof.ª Dr.ª Roseli Aparecida Francelin Romero – ICMC/USP
Prof.ª Dr.ª Patrícia Amâncio Vargas – HERIOT-WATT UNIVERSITY/REINO UNIDO
Prof. Dr. Stéphane Júlia – FACOM/UFU
Prof. Dr. Jefferson Rodrigo de Souza – FACOM/UFU

Um campo que tem despertado crescente interesse é a investigação do comportamento enxame de robôs de busca. Em diversas situações, o volume de tarefas a serem cumpridas não são capazes de serem realizadas por um único robô especialista. Para isso, um modelo baseado em autômatos celulares com memória e feromônio foi proposto para simular a busca de enxames de robôs em diversas tarefas para ambientes conhecidos. O campo de piso é conhecido por todos os robôs do time e eles compartilham o mesmo ambiente, comunicando-se através do feromônio invertido, que é depositado por todos os robôs do time a cada passo de tempo, resultando em forças de repulsão e maior cobertura do ambiente pelo enxame de robôs. Por outro lado, o processo de retorno para o ninho é baseado no comportamento social observado no processo de evacuação de pedestres, resultado em forças de atração. Todos os movimentos deste processo são de primeira escolha e a resolução de conitos proporciona uma característica não-determinista ao modelo. Além disso, parâmetros como quantidade e disposição da comida, posição dos ninhos e largura, constantes relacionadas ao feromônio, e tamanho da memória foram analisados nos experimentos. O modelo base desenvolvido neste trabalho foi aplicado em três tarefas distintas, o forrageamento, a coleta seletiva e a busca e resgate. Para isso, as adaptações necessárias foram utilizadas para garantir eciência nas diferentes estratégias de busca. Os resultados das simulações foram apresentados em diferentes condições de ambiente e de parâmetros. Adicionalmente, o modelo base proposto neste trabalho, foi implementado no ambiente de simulação Webots para os robôs E-puck na tarefa de forrageamento, com as devidas adaptações. Por m, uma análise teórica do modelo de busca baseado em ferômonio invertido foi analisado através da Teoria dos Grafos. O método proposto neste trabalho mostrou-se eciente e passível de ser implementado num alto nível de paralelismo. Assim, o modelo torna-se interessante para a aplicação em outras tarefas de robótica, especialmente em problemas que envolvam busca multi-objetiva.