Tesis

Tesis de Maestría PEDECIBA Informática

Contribución al diseño de sistemas multi robots utilizando ALLIANCE

Gonzalo Daniel Tejera López gtejera@fing.edu.uy

Orientador: Dr. Juan Miguel Santos Supervisor: MSc. Dina Wonsever

Instituto de Computación Facultad de Ingeniería Universidad de la Republica Noviembe de 2004

Agradecimientos
Este trabajo comenzó como un sueño y hoy gracias alapoyo de mucha gente es una realidad. Quiero agradecer a Dina y a Gustavo por permitirme comenzar este trabajo de maestría, y por el apoyo aún hoy, luego de muchos años de comenzado. A Juan, quien sin conocerme me trato como si nos conociéramos de toda la vida, con el cual me siento muy cómodo y gracias a quien pude realizar este trabajo. Quiero agradecer a todos los compañeros del Departamentode Arquitectura por el aguante día a día. Al Instituto de Computación por permitir continuar mi formación en temas no desarrollados en sus estructuras. Al PEDECIBA por apoyar económicamente mis estudios y a la CSIC por apoyar económicamente mis pasantías en Buenos Aires. A Amparo, a mi familia y amigos, que me han apoyado durante este largo camino.

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Resumen
Los sistemas multi robotspermiten mejorar el rendimiento y la tolerancia a fallas respecto a los sistemas compuestos de un único robot monolítico. La arquitectura de control se encarga de lograr estos dos objetivos principales. ALLIANCE es una arquitectura de software de control atractiva e interesante si se tiene en cuenta su origen, su objetivo y su modelo formal. La misma fue concebida para asignar tareas a robotsheterogéneos de manera robusta respecto a cambios inesperados en el entorno y a modificaciones que puedan ocurrir al equipo de robots. Unos años más tarde aparece L-ALLIANCE, que además de conservar las propiedades de su predecesora mejora la selección cooperativa de acciones y aliviana notablemente la tarea de ajuste de parámetros requerida por ALLIANCE al diseñador del equipo de robots. En estetrabajo se estudia con detenimiento la arquitectura de control ALLIANCE y su sucesora L-ALLIANCE, realizando modificaciones en su modelo formal y proponiendo nuevas heurísticas que tratan de obtener una mejor asignación, redundando en un mejor rendimiento del equipo. Se presentan resultados que comparan la heurística propuesta en L- ALLIANCE con las propuestas en este trabajo utilizando el simuladorde robots Khepera YAKS. El caso de estudio se centra en una tarea de recolección de objetos implementada utilizando máquinas de estado y comportamientos reactivos. Se define un núcleo de ALLIANCE denominado N-ALLIANCE sobre el cual se implementa ALLIANCE, L-ALLIANCE y las nuevas propuestas. Este núcleo brinda mayor flexibilidad conservando al mismo tiempo las principales virtudes de ALLIANCE.Palabras clave: sistemas multi robots, tolerancia a fallas, cooperación y asignación de tareas.

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Índice general
Agradecimientos ............................................................................................................... i Resumen..........................................................................................................................iii Índicegeneral .................................................................................................................. v Índice de tablas ............................................................................................................... vii Índice de algoritmos ....................................................................................................... viii Índice defiguras...............................................................................................................ix Índice de figuras...............................................................................................................ix 1. Presentación ............................................................................................................. 1 1.1. 1.2. 1.3. 2. 2.1....