Title:
MRarchitect − Arquiteturas de Cooperação em Equipas de Humanos e Robôs
Description:

O projeto CHOPIN (Cooperation between Human and rObotic teams in catastroPhic INcidents) R&D visa explorar a simbiose entre equipas humanas e equipas de robôs no âmbito de missões de busca e salvamento para resposta a incidentes catastróficos (CHOPIN, 2012). Existem essencialmente três categorias de arquiteturas distintas em sistemas robóticos cooperativos: centralizada, descentralizada-hierárquica e descentralizada-distribuída (Rocha, 2006). Estas alternativas têm sido aprofundadas na literatura, mas continua a faltar um estudo formal de comparação tendo em conta o cenário de operação e a introdução de agentes humanos nas equipas. Essa comparação permitiria avaliar as vantagens e as limitações de cada abordagem e implementar uma arquitetura apropriada para um cenário de busca e salvamento com limitações de visibilidade, possibilidade de fugas de gás e/ou incêndios.

Esta dissertação de mestrado tem como objetivo comparar diferentes configurações de cooperação multi-agentes (i.e., robôs e humanos) de forma a ultimar as vantagens e desvantagens inerentes a cada arquitetura com base em aspetos funcionais da equipa, incluindo o processo de decisão, flexibilidade, complexidade, autonomia dos agentes, requisitos de comunicação, robustez, escalabilidade e interface com agentes humanos. Após o estudo, deverão ser implementadas e comparadas diferentes através da

simulação em ambiente virtual realista. A escolha da arquitetura adequeada deverá ter em conta os requisitos na aplicação de cenários de busca e salvamento com incêndios e/ou com fugas de gás. A sua implementação final será feita em equipas de robôs Pioneer 3-DX com recurso à framework de desenvolvimento ROS (Robot Operating System).

Palavras-chave: robótica cooperativa; equipas (CHOPIN, 2012) CHOPIN R&D Project, “Cooperation between Human and rObotic teams in catastroPhic INcidents”, retrieved

mistas de humanos e robôs; ROS. in 2012 at http://mrl.isr.uc.pt/projects/chopin/.

(Rocha, 2006) Rui P. Rocha, “Building Volumetric Maps with Cooperative Mobile Robots and Useful Information Sharing: a Distributed Control Approach based on Entropy”, PhD thesis, Faculty of Engineering of University of Porto, Portugal, May 2006.

Plano de trabalho

1.Familiarização dos conceitos teóricos inerentes aos sistemas cooperativos multi-agente (1 mês);

2.Desenvolvimento das diversas estratégias de cooperação em cenários virtuais para busca e salvamento; avaliação de resultados e escolha fundamentada das arquiteturas a desenvolver (2 meses);

3.Implementação da arquitetura cooperativa escolhida para equipas de humanos e equipas de robôs (2,5 meses); 4.Escrita da dissertação de projecto (15 dias).

Orientador: Prof. Rui P. Rocha, rprocha@isr.uc.pt

Co-Orientador: Eng.o David Portugal, davidbsp@isr.uc.pt Eng.o Micael Couceiro, micaelcouceiro@isr.uc.pt

Versão PDF: http://www.deec.uc.pt/~rprocha/MRarchitect_proposta_MSc.pdf