Lógica Fuzzy En Robótica

Aplicación de la Lógica Difusa en Robótica
Carmen López Martínez
Programa de Doctorado: Diseño, Análisis y Aplicaciones de Sistemas Inteligentes Curso: "Planificación y Robótica" klopez@ugr.es

El uso de la lógica difusa se hace cada vez más extensivo en el campo del control de agentes móviles. La capacidad de tratar con información imprecisa la convierte en una herramienta muy adecuada en eldiseño de aplicaciones de control. A continuación se muestran una serie de trabajos en los que se ha hecho uso de la lógica difusa para diversos aspectos del control: diseño y coordinación de comportamientos, percepción, navegación, construcción de mapas (modelado) y autolocalización.

1. Introducción
Al construir un robot autónomo móvil pretendemos que sea capaz de desenvolverse en un entornoreal, sin modificaciones que ayuden al desarrollo de la tarea a llevar a cabo. Esto conlleva el problema de que el conocimiento que tenemos del entorno es parcial: Los sensores son sensibles a ruidos, el entorno suele ser cambiante y las tareas a llevar a cabo no están completamente especificadas. La lógica difusa se ha convertido en una herramienta muy útil para el desarrollo de técnicas de controlya que es capaz de tratar la incertidumbre existente en el entorno. La lógica difusa se aplica de forma natural a dos tipos de incertidumbre: imprecisión debida a la dificultad de caracterizar una medida en un valor concreto (conjunto crisp); y falta de evidencia, debida al conocimiento incompleto. El número de aplicaciones de lógica difusa para control de agentes autonómos ha crecidosignificativamente debido a sus características. Entre ellas podemos citar el tratamiento robusto de la información imprecisa, la facilidad que ofrece a la hora de interpolar las medidas de los sensores y la flexibilidad en la definición de reglas de control no lineales.

2. Comportamientos
Una tendencia actual en el diseño de controladores para robots móviles es el diseño basado en comportamientos. Este diseñoconsiste en dividir las tareas de control en pequeñas unidades simples. La lógica difusa es una herramienta muy apropiada para el control de robots móviles basado en comportamientos. Gracias a sus capacidades de razonamiento aproximado se consiguen controles que son robustos a la incertidumbre, como puede ser los ruidos o las pertubaciones en las medidas de

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Aplicación de la Lógica Difusaen Robótica los sensores. Además, los comportamientos difusos pueden ser sintetizados en un conjunto de reglas de tipo if-then, de forma que el conocimiento experto queda reflejado en términos lingüisticos fáciles de entender. Otro aspecto a tener en cuenta a la hora de diseñar un control es cómo elegir en cada momento el comportamiento adecuado a los objetivos a alcanzar por el robot. Se hanpropuesto múltiples soluciones a este problema, pero básicamente se pueden distinguir dos tipos de coordinación: elegir un solo comportamiento cada vez (arbitraje) o mezclar las acciones a llevar a cabo de dos comportamientos complementarios (fusión).

2.1. Diseño de Comportamientos
La arquitectura Saphira diseñada por Saffiotti, Ruspini y Konolige ([5] y [6]) se basa en la descomposición de lastareas complejas en comportamientos. Estos comportamientos están codificados usando una base de reglas difusas del tipo if Antecedente then Consecuente. Tanto el antecedente como el consecuente son conjuntos difusos. El valor de verdad del antecedente determina la "deseabilidad" de aplicar esa regla en el estado actual. En [9] y [10], Agurirre, García-Alegre y González presentan una aproximaciónsimilar al problema. En este caso se han definido tres comportamientos básicos (aproximación a la pared más cercana, seguir la pared, evitar obstáculos). Cada comportamiento se ha implementado como una base de reglas difusas. La salida de cada comportamiento es un conjunto difuso. Los comportamientos se encargan del control del movimiento del robot. Para combinar estos tres comportamientos se han...