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Type: Tese
Title: Estratégia geral de ondas de mensagens para desenvolvimento de tarefas em enxames de robôs
Author(s)/Inventor(s): Silva Junior, Luneque Del Rio de Souza e
Advisor: França, Felipe Maia Galvão
Co-advisor: Nedjah, Nadia
Abstract: Esta tese propõe uma metodologia geral para o desenvolvimento sistemático de tarefas em enxames de robôs. A robótica de enxame investiga comportamentos coletivos em sistemas de múltiplos robôs. O estudo e desenvolvimento de sistemas robóticos, de uma forma geral, tem por objetivo auxiliar o ser humano em trabalhos difíceis, pesados ou insalubres. Em contraste com sistemas robóticos baseados em um único robô, o uso de enxames robóticos ainda não se traduz em aplicações do cotidiano. Uma possível explicação para este fato está na dificuldade existente no desenvolvimento de controladores distribuídos para tais aplicações. Muitas pesquisas estão direcionadas para a criação de técnicas que auxiliem na elaboração de tarefas coletivas. Na estratégia de ondas de mensagens proposta nesta tese, o enxame opera como uma rede de robôs que interagem por meio de comunicação sem fio. Um algoritmo distribuído de ondas de mensagens foi formulado para uso em enxames de robôs, servindo como base para o controle de diferentes tarefas. Neste trabalho foram implementados os softwares de controle para as tarefas conhecidas como básicas, que dizem respeito ao recrutamento, alinhamento, navegação, agregação e dispersão. O funcionamento destas tarefas foi avaliado em um enxame simulado de robôs. Experimentos mostram que o tempo necessário para conclusão destas tarefas está relacionado com o tamanho do enxame, a propagação das mensagens e características próprias de cada tarefa. A implementação destas tarefas demonstra a generalidade da estratégia proposta, indicando seu potencial uso em outras tarefas coletivas.
Abstract: This thesis proposes a general methodology for a systematic approach of tasks in swarms of robots. Swarm robotics investigates collective behaviors in multiple robot systems. The study and development of robotic systems, in general, aims to assist the human being in difficult, heavy or unhealthy jobs. In contrast to robotic systems based on a single robot, the use of robotic swarms still does not translate into everyday applications. One possible explanation is the difficulty in implementing distributed controllers for such applications. Many research works are directed towards the development of techniques to assist in the elaboration of collective tasks. In the message wave strategy proposed in this work, the swarm operates as a network of robots, which interact through wireless communication. A distributed message wave algorithm is designed to be used in robot swarms, serving as the basis for the control of different tasks. In this thesis, the control software for commonly nown as basic tasks of recruitment, alignment, navigation, aggregation, and dispersion, are implemented. The operation of these tasks is evaluated through a simulated swarm of robots. Experiments show that the time required to complete these tasks is dependent on the size of the swarm, the propagation of messages and the characteristics of each task. The design and execution of such tasks serve as proof of concept for the proposed strategy, indicating its generality so as to be used to implement other collective tasks.
Keywords: Engenharia de Sistemas e Computação
Algoritmos distribuídos
Transmissão de mensagens
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Computação
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Aug-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia de Sistemas e Computação

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