Robótica Móvel Inteligente: Aplicações da Inteligência Artificial nas Pesquisas em Robótica

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2 Temas Principais: Tipos de Robôs Sensores e Atuadores Inteligência & Robôs Modelos Sensoriais Modelos Cinemáticos Controle Robótico: Controle Reativo Controle Deliberativo Controle Hierárquico Mapas do Ambiente: Construção de Mapas Planejamento de Trajetórias SMPA - Sense Model Plan Act Problemas: Desvio de Obstáculos Posicionamento Soluções: Controle Robusto Híbrido Simulação - SimRob3D GIA-PIPCA 1. Controle Reativo 2. Controle Deliberativo 3. Controle Hierárquico C0 C1 M1 C2 C3 C4 C5 M2 Controle Reativo Sensorial-Motor: Sentir => Agir C7 C6 IF S1 < Limite and S2 < Limite and S3 < Limite and S4 < Limite THEN Action (Go_Forward) IF S1 < Limite and S2 < Limite and S3 > Limite and S4 > Limite THEN Action(Turn_Left) IF S2 > Limite and S3 > Limite and S2 > S3 and S1 > S4 THEN Action(Turn_Right) 2

3 1. Controle Reativo 2. Controle Deliberativo 3. Controle Hierárquico Sensorial-Motor: Sentir => Agir 1. Controle Reativo 2. Controle Deliberativo 3. Controle Hierárquico Sensorial-Motor: Sentir => Agir 3

4 1. Controle Reativo 2. Controle Deliberativo 3. Controle Hierárquico Mapa, Grafo de Visibilidade, Caminho Otimizado (Dijkstra) 1. Controle Reativo 2. Controle Deliberativo 3. Controle Hierárquico Controle Hierárquico: - Camadas - Prioridades - Troca de Informações Figures From: Brooks, R. A. MIT A.I. Memo 864 Sept Brooks - Arquitetura Subsumption 4

5 1. Controle Reativo 2. Controle Deliberativo 3. Controle Hierárquico / Híbrido Farlei Heinen Mapa do Ambiente Navegação baseada em Mapa Geométrico 5

6 Contrução do Mapa do Ambiente: SMPA - SENSE / MODEL / PLAN / ACT Mapa do Ambiente Flávio Alves Contrução do Mapa do Ambiente: SMPA - SENSE / MODEL / PLAN / ACT Mapa do Ambiente Sebastian Thrun / CMU 6

7 Planejamento de Trajetórias SMPA - SENSE / MODEL / PLAN / ACT PLAN: A*, Dijkstra,... PROBLEMAS: Execução de Tarefas * Desvio de Obstáculos - Obstáculos conhecidos - Obstáculos desconhecidos (parados) - Obstáculos desconhecidos (em movimento) * Posicionamento - Qual a posição atual do robô? - Como garantir que após me deslocar ainda sei onde o robô está? - Erro e Imprecisão: Translação / Rotação 7

8 PROBLEMAS: Execução de Tarefas * Desvio de Obstáculos - Obstáculos conhecidos - Obstáculos desconhecidos (parados) - Obstáculos desconhecidos (em movimento) PROBLEMAS: Execução de Tarefas * Posicionamento - Qual a posição atual do robô? - Como garantir que após me deslocar ainda sei onde o robô está? - Erro e Imprecisão: Translação / Rotação Farlei Heinen 8

9 Temas Principais: GIA-PIPCA Tipos de Robôs Sensores e Atuadores Inteligência & Robôs Modelos Sensoriais Modelos Cinemáticos Controle Robótico: Controle Reativo Controle Deliberativo Controle Hierárquico Mapas do Ambiente: Construção de Mapas Planejamento de Trajetórias SMPA - Sense Model Plan Act Problemas: Desvio de Obstáculos Posicionamento Soluções: Controle Robusto Híbrido Simulação - SimRob3D Farlei Heinen 9

10 Simulação com o SimRob3D Farlei Heinen Simulação em Ambiente Estático com Localização Monte Carlo 10

11 Simulação em Ambiente Estático com Localização Monte Carlo Simulação em Ambiente Alterado em Relação a Representação Interna 11

12 Simulação em Ambiente com Obstáculos Móveis Relocalização com Monte Carlo 12

13 Ambiente Tridimensional Complexo com Texturas Pesquisa 13