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| Acadêmico(a): João Paulo Gonçalves |
| Título: Navegação Exploratória e Mapeamento em um Sistema Multiagente Robótico |
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| Introdução: |
A robótica evoluiu rapidamente nas últimas décadas, e desde o seu surgimento como braços robóticos, ela nunca esteve tão presente e acessível no mundo, quanto atualmente. Impulsionada pela miniaturização dos componentes eletrônicos, a robótica começa a concretizar os sonhos de escritores de ficção-cientifica. Hoje já existem veículos voadores capazes de decolar e pousar autonomamente em navios, assim como realizar ataques bélicos, pesquisas, reconhecimento, desarme de minas e bombas. Esse grande crescimento da robótica, fez com que surgissem novas demandas para a área de Inteligência Artificial (IA). Sem a IA não seriam possíveis muitas das missões realizadas no espaço. A tele-operação não é uma escolha na exploração do espaço quando o tempo de comunicação com o robô leva dezenas de minutos, ou simplesmente não é possível, como no lado não visível da Lua(MURPHY, 2000, p. 31).
Essa relação entre a robótica e a IA atualmente é uma via de mão dupla. Com a alta acessibilidade e o aumento computacional dos robôs foi possível para a IA testar as abordagens que inicialmente ficavam confinadas em simulações. Isso permitiu a definição de estratégias melhores, que consideram a incerteza e os problemas que podem, e provavelmente irão, ocorrer no mundo real. Entre os muitos assuntos beneficiados com isso, está o de exploração e mapeamento de ambientes desconhecidos. Por exemplo, um robô que desarme minas tem que ser capaz de uma vez iniciado o seu funcionamento, mapear a região onde está localizado, encontrando e desarmando as minas espalhadas pelo ambiente, tudo isso evitando obstáculos e no menor tempo possível.
O mapeamento de ambientes desconhecidos também obtém ganhos na utilização de múltiplos robôs em relação à utilização de somente um robô. Segundo Dudek et al.(1996, p. 375), vários robôs podem ser mais simples fisicamente que um maior e mais complexo robô, tornando o sistema mais econômico, escalável e menos suscetível a falhas globais.
Diante do exposto, este trabalho implementa uma abordagem para a exploração e mapeamento de ambientes desconhecidos utilizando vários robôs físicos, formando um sistema multiagente robótico. Os robôs são construídos utilizando o kit LEGO Mindstorms. A abordagem utiliza-se de polígonos para representação do ambiente mapeado, usando o algoritmo de Bentley-Ottmann para a rápida detecção de intersecções entre os vários segmentos de reta. Para realizar a navegação dos robôs, escolheu-se campos de força por sua simplicidade e baixo requerimento em relação às capacidades computacionais do robô. A partir de experimentos realizados, verificou-se que a abordagem proposta é capaz de realizar a exploração e o mapeamento.
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