Navegação Cooperativa para Robots de Salvamento

Sumário do Projecto Rescue

Este projecto levado a cabo no Instituto de Sistemas e Robótica visa permitir que uma equipa de robots navegue em ambientes exteriores, demonstrando a sua aptidão para actuarem individual e cooperativamente em operações de busca e salvamento (BES) num ambiente semelhante a cenários de catástrofe. O uso de robots em operações de BES é um desafio aliciante, uma vez que, devido à natureza do problema, promove de uma forma natural avanços do conhecimento em áreas como a Visão Artificial, a Navegação em ambientes exteriores não estruturados, a Inteligência Artificial Distribuída e o Controlo Inteligente.

Os objectivos a longo prazo do projecto consistem em aplicações de BES a cenários de catástrofe em grande escala, nomeadamente terramotos. No entanto, esta proposta concentra-se nos primeiros passos em direcção a esses objectivos, abordando portanto cenários mais simples e assumindo hipóteses simplificativas, como a operação à luz do dia e tarefas robóticas pré-planeadas. Além disso, a equipa robótica incluirá apenas 2 robots, propositadamente heterogéneos no que se refere às arquitecturas funcional, de hardware e de software: um robot com rodas e um robot aereo. Desta forma, podem ser atribuidas tarefas, com requesitos diferentes, a cada tipo de robot durante uma operação BES.

Apresenta-se de seguida uma lista de problemas que serão abordados e, pelo menos parcialmente, resolvidos no âmbito do projecto:

• Definição de uma arquitectura funcional apropriada para a integração dos subsistemas que compõem a equipa de robots e orientada para aplicações a BES.
• Escolha dos sensores e das metodologias de fusão sensorial adequadas.
• Navegação em ambientes não estruturados através de métodos complementares, como seja a navegação topológica, baseada num mapa ou baseada em sensores, bem como a sua extensão à navegação cooperativa, no âmbito da qual 2 robots comunicam entre si partilhando informação relevante para aumentar o desempenho.
• Coordenação de tarefas, incluindo a integração dos subsistemas e a gestão dos recursos durante a execução de uma dada tarefa robótica.

O plano de trabalho está dividido em 5 tarefas. Ao longo da Tarefa 1, a arquitectura funcional e a sua relação com as arquitecturas de software e hardware serão especificadas. Os requisitos de implementação serão depois detalhados, dando ênfase particular à navegação. A Tarefa 2 consistirá na especificação, integração e avaliação do hardware que será utilizado na demonstração de resultados do projecto, nomeadamente dos 2 robots, seus sensores e actuadores. Este trabalho terá impacto na definição de requisitos levada a cabo na Tarefa 1, uma vez que estes são restringidos pelas especificações técnicas do equipamento disponível. As Tarefas 3 e 4 cobrem os objectivos do projecto mais relevantes a curto prazo, uma vez que tratarão da navegação individual e de equipa. Abordagens diferentes à navegação serão comparadas, tais como baseada em mapas, baseada em sensores ou topológica. GPS, giroscópios, acelerómetros, visão e laser serão os tipos de sensores utilizados. A navegação cooperativa será modelada como um sistema híbrido, uma vez que cada robot alternará entre modos de navegação durante a execução de uma dada tarefa. Os resultados do projecto serão demonstrados e avaliados durante a Tarefa 5, através de uma aplicação a um cenário simplificado de BES em ambientes exteriores, dando-se atenção à integração dos subsistemas

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SRI/32546/99-00.