Estratégias de controle bioinspiradas e baseadas em sincronização para veículos artificiais

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Vander Luís de Souza Freitas
• Orientador(a): Elbert Einstein Nehrer Macau
• Banca de defesa: Lamartine Nogueira Frutuoso Guimarães, Luiz de Siqueira Martins Filho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação Aplicada
• País: BR
• Resumo em Inglês: The advent of the current technologies of processing, control and miniaturization, led the studies with satellite conglomerates, unmanned aerial vehicles, underwater autonomous vehicles and mobile robots to become increasingly frequent. These systems consist of units (agents) that may interact with each other, forming collective conglomerates. Then comes the importance of establishing control strategies for agents to carry out their activities in an intelligent manner, working together, collaboratively. In this work, we elaborated a reactive model, to lead groups of autonomous mobile agents to moving formations, starting from random positions. In this approach, the agents interact via repulsion, alignment and attraction rules, and do not keep memory of previous interactions. Additionally, we explored a model of phase-coupled oscillators, wherein each oscillator is a mobile agent. In both models, the communication between the agents is performed only among neighboring individuals in dynamically generated networks, in accordance with the spatial distance between them. Finally, these two models were gathered so that the agents could start their movement from random positions, converged to a parallel formation moving in a predefined direction, and then interacting according to the dynamics of phasecoupled oscillators, resulting in parallel and symmetric circular formations.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/03.02.14.14

Com o advento das tecnologias atuais de processamento, controle e miniaturização, são cada vez mais frequentes os estudos com conglomerados de satélites, veículos aéreos não tripulados, veículos autônomos subaquáticos e robôs móveis. Esses sistemas consistem de unidades (agentes ativos) que podem interagir entre si, formando conglomerados coletivos. Surge então a importância de se estabelecer estratégias de controle para que os agentes realizem suas atividades de forma inteligente, trabalhando em grupo, colaborativamente. Neste trabalho, elaborou-se um modelo reativo visando levar grupos de agentes móveis autônomos a formações em movimento de deslocamento, partindo de posições aleatórias. Nessa abordagem, os agentes interagem via regras de repulsão, alinhamento e atração, e não guardam memória de interações anteriores. Adicionalmente, explorou-se um modelo de osciladores de fase acoplados, em que cada oscilador representa um agente móvel. Nos dois modelos, a comunicação entre os agentes é realizada apenas entre indivíduos vizinhos em redes de interligação criadas dinamicamente, de acordo com a distância espacial entre eles. Por fim, os modelos foram unidos de forma que os agentes pudessem iniciar seu movimento a partir de posições aleatórias, convergir para uma formação paralela, se movendo em uma direção pré-definida, e então interagirem segundo a dinâmica de osciladores acoplados, resultando em formações paralelas e circulares simétricas.