apresentação projeto robot packing

Introdução• Definição de robô• Origens

• Áreas de elétrica/eletrônica • Projetos mais profissionais• Novo nincho de mercados• Robart I• Sojourner

Características Estruturais• Características Estruturais

– Manipulador: parte mecânica móvel do robô; geralmente representado por uma garra.

– Atuador: dispositivo responsável pela movimentação do manipulador, os atuadores são responsáveis por atuarem no mundo físico. Eles representam esta interface.

– Sensor: dispositivo sensorial do robô. É ele que "sente" o mundo ao seu redor. Representa a outra "ponta" do par sensor-atuador. Assim como o dispositivo atuador, é uma parte vital para o bom funcionamento de qualquer robô, pois o mundo do robô restringe-se às interfaces.

HistóricoPRIMEIRA GERAÇÃO• Robôs tipicamente em ambiente industriais• Desprovido de “inteligência” senão aquelas programadas• O ambiente tem que ser preparado• Poucos utilizam um computador dedicado embarcado.• São usados pela produtividade, durabilidade e qualidade

HistóricoSEGUNDA GERAÇÃO• A rápida expansão do mercado de semicondutores fez

com que computadores se tornassem produtos baratos o suficiente para equipar robôs.

• Equipadas com controladores que permitiram cálculos em tempo real e controle mais preciso dos atuadores ao longo de trajetórias.

• Sensores de força, toque e proximidade puderam ser integrados proporcionando maior adaptabilidade e precisão ao trabalho desempenhado pelo robô em seu ambiente

HistóricoTERCEIRA GERAÇÃO• Incorporaram múltiplos processadores, cada um deles

funcionando de forma assíncrona e independente dos demais.

• Sistemas supervisores e de controle destes processadores utilizando funções de alto nível.

• Sensores de força, torque e proximidade puderam ser integrados proporcionando maior adaptabilidade e precisão ao trabalho desempenhado pelo robô em seu ambiente

Robôs • Robart I

• Sojourner

Ambiente• Grid 50 x 50• 2 divisões distintas

• Área Robôs Buscadores • Área Robôs Entregadores• 25 pacotes

• Cada pacote possuirá uma informação binária a qual definirá seu status atual (“0” à espera da coleta e “1” sendo transportado).

• 4 robos • Orientados por sinais que serão enviados pelo ambiente ou outros robôs.

• 2 alvos• Cada alvo possuirá um sinalizador que emitirá a posição em que ele se

encontra.

Ambiente• Qualquer posição apresenta os seguintes estados

– Ocupada por um outro robô (OR)– Ocupada por um pacote (OP)– Desocupada (DE)– Posição do alvo (PA)– Posição atual do robô (PR)

Ambiente• Acessível• Estocástico• Episódico• Estático• Discreto• Multiagente

Comunicação• Realizada de forma direta onde os Robôs Buscadores ao

detectarem por meio de seus sensores pacotes no grid através de uma propagação de sinais.

• Enviam sinais pelos seus atuadores, que é difundido pelo ambiente até atingir os Robôs Entregadores, afim da definição da melhor rota, ou para obter resoluções de conflitos.

• A partir disso, uma solução é criada através do agrupamento de agentes que trabalham cooperativamente, cada um deles resolvendo parte do problema.

Comunicação•Para a comunicação utilize-se o KQML - Knowledge Query and Manipulation Language, um protocolo e linguagem (alto-nível) de comunicação orientada à mensagem, para troca de informação, independente da sintaxe de conteúdo.

OBJETIVOS• Sensoriar todo e grid e levar os pacotes aos alvos

obedecendo as coordenações e comunicações de acordo com as regras inerentes ao projeto.

Coordenação •A alocação das tarefas é descentralizada em uma estrutura de subordinação, onde os Robôs Entregadores definem qual a rota a ser realizada pelos Robôs Buscadores, e em caso de conflito define quem tem prioridade sobre o pacote. •A partir disso, está envolvida a busca por uma funcionalidade neste sistema que permita que estes agentes possam coordenar seus conhecimentos, objetivos, habilidades e planos individuais de uma forma conjunta, em favor da execução de uma ação ou da resolução de algum problema onde se faça necessária a cooperação entre os agentes.

Robôs• O objetivo do Robô Buscador é sensoriar o ambiente

para identificar pacotes espalhados pela grid, e solicitar aos Robôs Entregadores uma rota inteligente até uma região de entrega.

• O objetivo do Robô Entregador é enviar aos Robôs Buscadores, qual o alvo mais próximo e qual a melhor rota para chegar até a região de entrega.

Ações do Robôs• Direção: muda a orientação do Robô. As possíveis

orientações são: Norte, Sul, Leste ou Oeste, definidas respectivamente pelas c = (c, l) onde “c” identifica a coluna e “l” identifica a linha.

• Carregar: o agente segura o pacote.• Empurrar: empurra o pacote.• Soltar: solta o pacote.• Enviar_msg: Envia mensagem.• Receber_msg: Recebe mensagem.

Sensores• Sensor ótico - executa a ação percebe.• Antena para sinal digital - executa a ação

Receber_msg.• Bússola - auxilia na ação Direção.• Leitor de freqüência - que informa a PR.

Atuadores• Quatro rolamentos na parte inferior do robô e base

giratória ente as rodas e o corpo do robô – executa a ação Direção.

• Duas garras – executa ação Carregar e Soltar.• Antena para sinal digital – executa a ação

Enviar_msg e Receber_msg..

Comportamento• Os Buscadores - Sensoriam o ambiente para rastrear

os pacotes• Os robôs Buscadores conseguem andar a uma

velocidade de 1k/h sem nenhum pacote.• Os robôs Buscadores conseguem andar a uma

velocidade de 0,5k/h com um pacote.• O robô consegue andar a uma velocidade de 0,25k/h

com um pacote e empurrando outro.• Comunicação do Robô Buscador com o Robô

Entregador para recebimento de rota– Busca Heurística Best-First Search

Comportamento• Ao encontrar obstáculo• Ao chegar na área de entrega• Conflito de Robôs no mesmo pacote ao mesmo

tempo

Conclusão• Ao mesmo tempo em que a autonomia de robôs aumenta, cresce a necessidade

de interação dos mesmos com o ambiente. A interação mais básica de um robô com o ambiente é feita pela percepção deste e sua navegação.

• Além das habilidades de percepção e raciocínio, também é fundamental para um robô, aprender e evoluir quais os melhores comportamentos a serem tomados.

• Podemos concluir ainda, que é também de fundamental importância para um Sistema Multiagente tomar decisões a partir um protocolo de comunicação e negociação. Desta forma, pode haver uma reação de forma correta às ações que venham a ocorrer no ambiente, buscando evitar ações desnecessárias.

• Através da pesquisa foi possível uma “materialização” do conteúdo da disciplina de Sistemas Inteligentes e Sistemas Multiagente, isto é, foram necessários vários conceitos vistos nas disciplinas anteriores mencionadas para tornar possível e exeqüível o presente projeto, além de instigar nossa busca de conhecimentos na área.