Robótica evolutiva aplicada ao problema de perseguição-evasão de pior caso com múltiplos robôs

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Gregorin, Livia do Vale lattes
Orientador(a): Freire, Eduardo Oliveira
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Sergipe
Programa de Pós-Graduação: Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://ri.ufs.br/handle/riufs/5032
Resumo: Over the years,there is a growing demand for the use of robots toassis thu mans in their tasks, especially those involving risks,such as search and rescue. For this reason, coordination amongs everal robots has been acommonoption,and one of the ways to study and model these applications involves the problem of pursuit-evasion. This work proposes the use of an evolutionary robotics approach to solve the worst-case pursuit- evasion problem, in which evaders are considered arbitrarily fast and omniscient, while pursuers have limited sensing and communication capabilities. In this research,no prior knowledge is considered regarding environments, which retreated as discrete and canbe multiply connected. A decentralized multi-robot control system is proposed, based on a nite state machine with state-action mapping de ned by means of a genetic algorithm, applied in terms of evolutionary robotics. There sults show the proposed system is able to decontaminate several typesof maps, but does not generalize to all initial conditions,due to the incompleteness in the automaton mapping.Therefore, a complementary approach is presented in which draws a reused alternatively with the evolved automaton, indicating random actions in cases of states not su ciently visited during evolution. This investigation led to better results, indicating ways for future work.Ina ddition, a comparative analysis of the evolutionary approach is also carried out with another solution method for the same problem, with advantages and disadvantages of each work being discussed.
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This work proposes the use of an evolutionary robotics approach to solve the worst-case pursuit- evasion problem, in which evaders are considered arbitrarily fast and omniscient, while pursuers have limited sensing and communication capabilities. In this research,no prior knowledge is considered regarding environments, which retreated as discrete and canbe multiply connected. A decentralized multi-robot control system is proposed, based on a nite state machine with state-action mapping de ned by means of a genetic algorithm, applied in terms of evolutionary robotics. There sults show the proposed system is able to decontaminate several typesof maps, but does not generalize to all initial conditions,due to the incompleteness in the automaton mapping.Therefore, a complementary approach is presented in which draws a reused alternatively with the evolved automaton, indicating random actions in cases of states not su ciently visited during evolution. This investigation led to better results, indicating ways for future work.Ina ddition, a comparative analysis of the evolutionary approach is also carried out with another solution method for the same problem, with advantages and disadvantages of each work being discussed.Com o passar dos anos, é crescente a demanda pela utilização de robôs em tarefas de auxílio aos seres humanos, em especial àquelas que envolvam riscos, como resgates e buscas. Para tais atividades, tem sido comum a utilização do trabalho conjunto e coordenado entre vários robôs, e uma das formas de estudar e modelar estas aplicações envolve o problema de perseguição-evasão. Este trabalho propõe o uso de uma abordagem baseada em robótica evolutiva para solucionar o problema de perseguição-evasão de pior caso, em que os evasores são considerados infinitamente rápidos e oniscientes, enquanto os perseguidores têm capacidade de sensoriamento e comunicação limitados. Nesta pesquisa, não é considerado nenhum conhecimento prévio a respeito dos ambientes, que são tratados de forma discreta e podem ser multiplamente conectados. É proposto um sistema de controle descentralizado para múltiplos robôs baseado em uma máquina de estados finitos cujo mapeamento de estados em ações é definido por meio de um algoritmo genético, aplicado nos termos da robótica evolutiva. Os resultados mostram que o sistema proposto é capaz de descontaminar significativos mapas, porém sem robustez para todas as inicializações de posição, devido à incompletude na definição do mapeamento do autômato. Por isso, é apresentada uma abordagem complementar em que o método random walk é utilizado em conjunto com o autômato evoluído, indicando ações aleatórias nos casos de estados pouco visitados durante a evolução, o que contribuiu para melhoria dos resultados e aponta caminhos para trabalhos futuros. Além disso, é também realizada uma análise comparativa da abordagem evolutiva proposta com outro método de solução para o mesmo problema, sendo discutidas vantagens e desvantagens de cada trabalho.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfporUniversidade Federal de SergipePós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSBrasilEngenharia elétricaRobóticaMáquinasRobótica evolutivaPerseguição-evasãoProblema de limpezaENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICARobótica evolutiva aplicada ao problema de perseguição-evasão de pior caso com múltiplos robôsEvolutionary robotics applied to the multi-robot worst-case pursuit-evasion probleminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSORIGINALLIVIA_VALE_GREGORIN.pdfapplication/pdf8517372https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/5032/1/LIVIA_VALE_GREGORIN.pdf6f09fd14efd87341e3424bdec0c595beMD51TEXTLIVIA_VALE_GREGORIN.pdf.txtLIVIA_VALE_GREGORIN.pdf.txtExtracted texttext/plain143921https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/5032/2/LIVIA_VALE_GREGORIN.pdf.txt1a3964a6f9f0fe226d3ba24b2ea5b6f4MD52THUMBNAILLIVIA_VALE_GREGORIN.pdf.jpgLIVIA_VALE_GREGORIN.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1288https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/5032/3/LIVIA_VALE_GREGORIN.pdf.jpg36c8ddcc1243df1193f7b4c4daacfea7MD53riufs/50322017-11-27 21:43:48.321oai:oai:ri.ufs.br:repo_01:riufs/5032Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2017-11-28T00:43:48Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false
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