Sistemas multi-robot y aplicaciones Leonel Miranda Andrés González Daniel Arguedas Esteban Vargas Daniel Obando

¿Qué es un sistema multi-robot? Área de la robótica conocida como swarm robotics Sistema compuesto por al menos dos robots Generalmente compuesto por robots de diferentes tipos

Robótica de enjambres Estudio del diseño y los comportamientos de control de los robots, inspirado en las reglas de la inteligencia de enjambres.

Principios de la robótica de enjambres Robots Simples Gran cantidad de robots individualmente simples. Esto es importante ya que la cantidad de robots necesarios es muy alta. Se mantiene un costo bajo de cada robot individual. Permite poner en práctica los algoritmos de inteligencia de enjambres en el mundo real. Comunicación eficiente. Actualmente Wi-Fi is el método más utilizado.

¿Qué es inteligencia de enjambres? Basado en enjambres naturales Cada individuo parece comportarse de manera individual. La colonia posee cierto nivel de organización. Las actividades aparentemente se realizan sin ningún supervisor. Sistema flexible (adaptativo) y robusto. Auto organización Sistema descentralizado

¿En qué consiste? Área de la inteligencia artificial. Presentada por Gerardo Beni y Jing Wang en 1989, en el marco de sistemas de robots móviles. Inspirados en la naturaleza, especialmente de los sistemas biológicos. Se componen de: Una población de agentes simples o boids que interactúan entre sí y con su medio ambiente. Un conjunto de reglas simples que los agentes siguen.

Algoritmos de enjambres Optimización de colonias de hormigas. Optimización de colonias de abejas. Optimización de enjambres de partículas.

Optimización en colonias de hormigas Inspirado en el comportamiento de colonias de hormigas. Algoritmo probabilístico. Busca encontrar los mejores caminos en un grafo.

Algoritmo de colonia de abejas artificial. Simula el comportamiento de alimentación de las abejas melíferas. Dos procesos básicos: Descubrimiento de nuevas fuentes de comida. Explotación de esas fuentes. Tres tipos de abejas: Exploradora Empleada. Espectador.

Optimización de Enjambres de Partículas Las partículas cooperan: Tienen un vecino asociado Conocen la aptitud de sus vecinos Utiliza la mejor posición Usan la posición para ajustar su velocidad Reglas: Cohesión Alineación Separación

Optimización de Enjambres de Partículas

Aplicaciones de los robots Triangulación Relación n-1 Muchos robots sensan el medio para lograr que un robot especial sepa el camino que debe tomar Sistemas tolerantes a fallas Sistema conformado por múltiples robots Si uno de ellos falla, el resto se reagrupa para cubrir la pérdida Sistemas multiagente/enjambres Conjunto de robots que trabajan conjuntamente para lograr un fin

Retos Control Comunicación Coordinación Planeación de tareas

Ejemplos Harvard University TERMES: construcción de estructuras tridimensionales por robots inspirados en termitas. Kilobots: enjambres de 1024 robots miniatura Robobees: enjambre de abejas robóticas que simulan una colonia.

Ejemplos Boston University Coordinated Agile Control of Aerial Vehicles Multi-Robot Coordination Using Computer Vision Helicópteros con cámaras a bordo que permiten estimar la posición y así asumir formaciones Oil Vacuuming Autonomous Boats

Ejemplos CalTech Tres robots tienen que llegar al mismo punto. Optimización de enjambres de partículas.

Enjambre de robots cooperan con un drone

Gracias

Referencias Eecs.harvard.edu,. (2014). Self-organizing Systems Research Group. Retrieved 16 November 2014, from http://www.eecs.harvard.edu/ssr/research/ Mrsl.rice.edu,. (2014). Triangulation | Multi-Robot Systems Lab - Rice University, Houston TX. Retrieved 15 November 2014, from http://mrsl.rice.edu/projects/triangulation Mrsl.rice.edu,. (2014). Multi-Robot Systems Lab - Rice University, Houston TX. Retrieved 16 November 2014, from http://mrsl.rice.edu/ Parker, L. (2014). Current Research in Multi-Robot Systems (1st ed.). Knoxville, Tennessee: University Of Tennessee. Retrieved from http://web.eecs.utk.edu/~leparker/publications/JALR03.pdf Sites.bu.edu,. (2014). Multi-robot Systems Lab | Boston University. Retrieved 16 November 2014, from http://sites.bu.edu/msl/ Tejeda López, G. (2004). Contribución al diseño de sistemas multi robots utilizando ALLIANCE (1st ed.). Retrieved from http://www.fing.edu.uy/inco/pedeciba/bibliote/tesis/tesis-tejera.pdf Ugcs.caltech.edu,. (2014). Swarm Robotics. Retrieved 16 November 2014, from http://ugcs.caltech.edu/~chiraagnataraj/swarm/index.php