Coordination in Multi-robot Systems: Applications in Robotic Soccer

Abstract

This paper presents in a simple and very concise manner, and accessible to a broad audience, the concepts of Artificial Intelligence (AI), Agents and Multi-Agent Systems (MAS), Coordination in MAS, Intelligent Robotics (IR), Multi-Robot Systems (MRS), Machine Learning (ML), Reinforcement Learning (RL) and Deep Reinforcement Learning (DRL). Emphasis is given on and how AI and ML, with special focus on DRL, may be efficiently used to create efficient robot skills and coordinated robotic teams, capable of performing very complex actions and tasks, as a team, such as playing a game of soccer.The paper also presents the concept of robotic soccer and the vision and structure of the RoboCup initiative and the world robotic soccer championship with emphasis on the Humanoid Simulation 3D league and the new challenges for the AI community that RoboCup, and in particular this competition, poses. The final topics presented at the paper are based on the research developed or coordinated by the author throughout the last 22 years on the areas of multi-agent systems and intelligent robotics with emphasis for its applications in the domain of robotic soccer in the context of the FC Portugal project.Proxy challenge and the Free/Scientific Challenge at RoboCup 2022. In what concerns scientific publications, the FC Portugal project and the works briefly described in this paper enabled us to publish more than 100 papers in indexed international conferences and journals.

Produto Funcional de Grafos: Um Modelo para Conexão de Sistemas Multiagentes

“…Diante da natureza distribuída dos sistemas multiagentes, Reis [12] destaca como ponto essencial na construção de sociedades de agentes, a capacidade de coordenar as interações e a autonomia nas ações dos diferentes agentes do SMA. O autor também aponta que "para que um agente possa operar como parte do sistema,é necessário a existência de uma infraestrutura que permita a comunicação e/ou interação entre os agentes que compõem o SMA".…”

“…Estrutura de três SMA (esquerda); Conexão entre os três SMA (direita). Adaptado de Reis[12]. Processo de construção de um grafo harmônico colorido com folga 4 com 5 cores.…”

Approach Multi-Agents Embedded Alarm in Potrooms

“…The definition of an agent can be expressed in many different ways. [5] defines an agent as a computational entity software, located in a given environment, which has the perception that environment via sensors has reasoning ability and acts autonomously in that environment through actuators so to perform a specific function for which it was designed. [6], defined as something that can be seen as having the perception of an environment through sensors and acting in this environment through actuators.…”

Produto funcional de grafos: um modelo para conexão de sistemas multiagentes

“…Diante da natureza distribuída dos sistemas multiagentes, Reis (2003) destaca, como ponto essencial na construção de sociedades de agentes, a capacidade de coordenar as interações e as dependências das atividades do diferentes agentes do SMA. O autor também aponta que "para que um agente possa operar como parte do sistema, é necessária a existência de uma infraestrutura que permita a comunicação e/ou interação entre os agentes que compõem o SMA", conforme ilustrado na Figura 5(A).…”

“…(2012 desenvolveram um estudo sobre a construção de novas topologias de redes de interconexão, a partir da coloração total equilibrada em grafos regulares, com ∆ + 2 cores, no máximo. Apesar de na atualidade o conceito de redes de interconexão, da forma que aparece no trabalho original, seja pouco utilizado, o conceito de sistemas multiagentes vem ganhando cada vez mais espaço e aplicabilidade, conforme mostra Reis (2003). É sobre este tripé (coloração total equilibrada em grafos, produto funcional e sistemas multiagentes) que este trabalho se apoia.…”