A Cellular Automata-Based Path-Planning for a Cooperative and Decentralized Team of Robots

Modelo distribuído bio-inspirado para planejamento de caminho e navegação de times de robôs

“…No geral, as estratégias de coordenação podem ser classificadas em controle de formação ou flocagem (NAVARRO;MATÍA, 2013). No controle de formação, os robôs do time devem se manter em uma formação específica (por exemplo, linear ou triangular) ao percorrer um caminho (OLIVEIRA et al, 2019). Essa estratégia pode ser usada em tarefas de busca (ex: operações de resgate e monitoramento de linhas de transmissão).…”

“…Esse tipo de coordenação é útil em sistemas de entrega ou transporte de produtos (ex: operação de centros de distribuição e logística). Independentemente do tipo de controle, o planejamento de trajetórias sem obstáculos e o movimento coordenado do time de robôs estão entre as áreas mais estudadas na robótica autônoma (IOANNIDIS; SIRAKOULIS; ANDREADIS, 2011) (OLIVEIRA et al, 2019).…”

“…Além de métodos mais convencionais como o uso de mapa de rotas (KAVRAKI et al, 1996), (ZHANG; FATTAHI; LI, 2013), decomposição celular (LINGELBACH, 2004), (RAMER; REITELSHÖFER; FRANKE, 2013) e campo potencial (BARRAQUAND; LANGLOIS; LATOMBE, 1992), (JIANJUN et al, 2013), várias pesquisas têm adotado heurísticas de busca inteligentes, tais como A* e D*-lite (SETIAWAN et al, 2014) na definição das rotas para os robôs. Contudo, técnicas bioinspiradas, como autômatos celulares (AC), também estão sendo aplicados com sucesso nessa tarefa, em sistemas com um ou vários agentes (OLIVEIRA et al, 2019). ACs são sistemas computacionais dinâmicos, compostos por um espaço celular de N células idênticas, dispostas em um arranjo d-dimensional, que são totalmente discretos em estados, espaço e tempo.…”

“…Dentre as abordagens que utilizam ACs, este trabalho se baseia nas técnicas de difusão da distância e decisão local. Essas duas abordagens utilizam informações prévias do ambiente, podendo ser aplicadas, por exemplo, no transporte de produtos em centros de distribuição e logística (VIVALDINI et al, 2010), vigilância de ambientes (TINOCO; OLIVEIRA, 2019) e mapeamento cooperativo (IOANNIDIS; SIRAKOULIS; ANDREADIS, 2011), (OLIVEIRA et al, 2019).…”

“…Com o objetivo de propiciar a navegação de vários robôs pelo ambiente sem a ocorrência de colisões, o modelo de planejamento de caminhos proposto deve ser integrado a um sistema de controle de navegação capaz de lidar com um time de robôs. Neste trabalho é desenvolvido um modelo de navegação com inspiração no proposto em (OLIVEIRA et al, 2019) que, por sua vez, é uma extensão do modelo investigado originalmente em (IOANNI-DIS; SIRAKOULIS; ANDREADIS, 2008) e (IOANNIDIS; SIRAKOULIS; ANDREADIS, 2011). Esses trabalhos anteriores focam no controle de navegação de um time formado por três robôs, os quais devem se manter em formação o maior tempo possível enquanto atravessam o ambiente em linha reta.…”