Diseño de algoritmo de autoconfiguración considerando dos arquitecturas (1d y 2d) para sistema robótico modular
Design of self-configuration algorithm considering two architectures (1d and 2d) for modular robotic system
Citación
Date
2019-08-30Author
Rodriguez Lombana, Geiber Aquileo
Obtained degree
Magíster en Ingeniería Mecatrónica
Publisher
Universidad Militar Nueva Granada
Key words
; algoritmos; robotica
Metadata
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Abstract
En este proyecto se realizará el diseño y simulación en software de un algoritmo de ensamble y coordinación de arquitecturas para un sistema compuesto por un conjunto de agentes robots que permitan a un sistema colaborativo multi-agente lograr dos diferentes arquitecturas (1D y 2D) para alcanzar el objetivo. Este algoritmo estará enfocado al desarrollo de tres actividades principales: primero el análisis y planificación de la trayectoria a ejecutar con las arquitecturas más eficientes para lograrlo, segundo el desplazamiento de cada módulo (en una posición inicial aleatoria) y su integración con los demás para formar una configuración, y por último (posteriormente) la configuración integrada se desplazará hasta un punto final definido por el usuario atravesando un entorno no estructurado (evasión de obstáculos), durante este recorrido el robot podrá re-armarse en una segunda configuración cuando sea necesario para evadir los obstáculos presentes. Cada configuración obtenida será considerada como un agente compuesto de la unión de múltiples módulos robóticos MECABOT, los cuales fueron diseñados y construidos previamente por el grupo de investigación DAVINCI del Programa de Ingeniería en Mecatrónica de la Universidad Militar Nueva Granada.
Con el propósito de aumentar la robustez del sistema robótico modular ante eventos no esperados en el ambiente de operación y/o posibles fallas en componentes de los agentes, se propone desarrollar una lógica de comando distribuida bajo la cual cada unidad contará con un control independiente, siempre liderados por el módulo principal, a modo que se pueda reconocer tales eventos y adaptar su plan de operación de forma autónoma. La validación del funcionamiento del sistema robótico se realizará mediante dos etapas: la simulación de cada unidad y luego del sistema colectivo utilizando un software diseñado.
Se desarrollará una estrategia de armado y desarmado eficiente para coordinar los módulos utilizando técnicas de inteligencia artificial la cual otorgará al sistema la capacidad de tomar decisiones automáticamente a fin de optimizar el rendimiento del mismo, llegando a reducir el tiempo de operación y consumo energético.
In this project we will design and simulate in software an algorithm for the assembly and coordination of architectures for a system composed of a set of robot agents that allow a multi-agent collaborative system to achieve two different architectures (1D and 2D) to reach the objective. This algorithm will be focused on the development of three main activities: first the analysis and planning of the trajectory to be executed with the most optimal architectures to achieve it, second the displacement of each module (in a random initial position) and its integration with the others to form a configuration, and finally (later) the integrated configuration will move to a final point defined by the user going through an unstructured environment (avoidance of obstacles), during this journey the robot can be re-armed in a second configuration when necessary to evade the present obstacles. Each configuration obtained will be considered as an agent composed of the union of multiple MECABOT robotic modules, which were previously designed and constructed by the DAVINCI research group of the Mechatronics Engineering Program of the New Granada Military University.
In order to increase the robustness of the modular robotic system in the event of unexpected events in the operating environment and / or possible failures in components of the agents, it is proposed to develop a distributed command logic under which each unit will have independent control, always led by the main module, so that you can recognize such events and adapt your operation plan autonomously. The validation of the operation of the robotic system will be done through two stages: the simulation of each unit and then the collective system using a software designed.
An efficient arming and disarming strategy will be developed to coordinate the modules using artificial intelligence techniques which will give the system the ability to automatically make decisions in order to optimize the performance of the same, reducing operating time and energy consumption.