RoboCup

O RoboCup é uma competição internacional de robótica cujo objectivo é despertar interesse e promover investigação na área da inteligência artificial.

Rescue

A RoboCupRescue League é uma expansão à competição de futebol, com um novo ênfase na investigação em áreas socialmente relevantes.

O Ambiente Simulado

• Modelo virtual de uma cidade

• Simulação das 72 horas que sucedem uma catástrofe natural

• Forças de emergência mobilizam-se de modo a minimizar a perda de vidas e os danos materiais

Vista 3D de parte da cidade de Kobe (Japão)

Vista 2D de parte da cidade de Foligno (Itália)

Domínios do Projecto

• Sistemas multi-agente

• Agentes heterogéneos

• Ambientes parcialmente desconhecidos

• Ambientes dinâmicos

Arquitectura doSistema de Simulação

• Divisão em sub-módulos de simulação

• Sistema de simulação com passos discretos

• Em permanente desenvolvimento

• Em constante crescimento

Objectos do Mundo Simulado

Edifícios com nível crescente de desmoronamento (1 a 4)

Estradas com obstrução: (1) Parcial (2) Total

Refúgio

O refúgio (vista 2D e 3D, respectivamente)

a) Saudável

b) Ferido

c) Morto

Civis com diferente nível de saúde

Ambulâncias

Ambulância a resgatar um civil

CivilSoterrado Ambulância

Civil saudável

Função:• Desenterrar agentes e

levá-los ao refúgio

Desafios associados:• Escalonamento de salvamentos

• Estimação do tempo de vida de agentes soterrados

• Coordenação entre ambulâncias

• Coordenação com agentes de tipo diferente

BombeirosEdifícios em chamas

Bombeiros

Edifício a ser apagado

Jacto de água

Função:• Apagar incêndios e/ou

controlar a sua expansão

Desafios associados:• Escolha da melhor região a apagar

• Escolha do melhor edifício dentro de uma região

• Antecipar possíveis expansões do fogo, quer em termos de área afectada, quer a nível de vidas humanas em risco

• Gestão colectiva e individual da quantidade de água nos tanques

• Coordenação entre bombeiros

• Coordenação com agentes de tipo diferente

Polícias

Polícia a aproximar-se de uma obstrução

Polícia a desobstruir

uma estrada

Estradas obstruídas

Função:• Desobstrução de estradas

Desafios associados:• Escalonamento de estradas a desbloquear considerando agentes de emergência presos, vias principais, caminhos para incêndios e refúgios

• Coordenação entre polícias

• Coordenação com agentes de tipo diferente

Percepção e Actuação

• Existem três tipos de informação sensorial:– Visual– Audição– Recepção rádio

• Um agente pode executar as seguintes acções:– Deslocar-se– Falar (voz e rádio)– Acções específicas do tipo de agente

Agentes Centro e comunicação

Função:• Servir de interface de

comunicação entre agentes de diferentes tipos

• Tomar decisões de coordenação de agentes

Desafios associados:• Tirar partido da visão global para melhorar as decisões de alto nível

• Coordenação dos agentes do mesmo tipo

• Gestão das limitações de comunicação

Mais informações:

www.fe.up.pt/~rescue

A equipa FC Portugal

Estados de simulação

É da responsabilidade de cada agente enviar as acções/mensagens antes do inicio do próximo tempo

Devido à natureza discreta do simulador, para um agente, cada passo de simulação tem:

• Fase de percepção

• Fase de envio de acções

• Fase de envio de mensagens

Blocos comuns aos agentes

• Módulos de gestão de comunicações

• Módulos de movimentação

• Módulos de particionamento de mapa

Funcionamento de Ambulâncias

• Após fase inicial agem como uma só

• Fazem o escalonamento dos agentes conhecidos e desenterram o melhor

• Uma leva ao refúgio, as outras passam para o seguinte

• Quando não conhecem mais civis, exploram as partes desconhecidas do mapa

Ambulâncias - melhorar

• Melhorar a predição do tempo de vida

• Conseguir prever a influência dos incêndios nos agentes soterrados

Funcionamento de Bombeiros

• Ataque inicial – escolha do melhor edifício a apagar.

• Formar grupos• Atribuir uma região a cada grupo• Escolha de edifícios alvo e origem• Recarregar água• Procurar incêndios• Procurar civis• Verificar saúde de civis

Bombeiros - melhorar

• Adicionar factores de avaliação relevantes– Ex: Definição do conceito de Bairro

• Parameterizar melhor os edifícios que não vale a pena apagar

• Conseguir prever melhor a evolução dos incêndios.

Funcionamento de Polícias

Gestão de Tarefas:

• Libertar agentes

• Limpar caminhos para determinada região

• Limpar à volta do refúgio

• Limpar caminho para determinado edifício

• Limpar célula

• Procurar civis na célula

Polícia - melhorar

• Conseguir identificar nós chave prevendo o tráfego com base na localização de civis, incêndios e refúgios

Tomada de decisões

• Para cada decisão existe uma fórmula

• Em cada formula são considerados vários factores de decisão

• Cada factor é normalizado e afectado por um coeficiente

• Existem ainda factores de folga/confiança para os casos limite

Configuração de Agentes

• Existe um ficheiro de configuração para cada tipo de agente

• Existem ficheiros de configuração específicos para certos mapas

Exemplo de uma tomada de decisão

Escolha do próximo edifício na fronteira de uma região a ser apagadoPara cada edifício a arder na fronteira:weight = (coefc * wc + coefnn * wnn + coefdc * wdc + coefdu * wdu

+ coefbn * wbn + coefe * we+ coefunbarea * wpa - coefdestarea * wna);

if (((Building *) (*it))->buildingAreaTotal() < param(area_limit))

weight += param(area_priority);

if (((Building *) (*it))->fieryness() == 1)weight += param(one_fieryness_priority);

if (((Building *) (*it))->fieryness() == 2)weight += param(two_fieryness_priority);

Exemplo de uma tomada de decisão (cont)

Cálculo de um sub-peso:

wc = (double)(civNum - mincn) / (maxcn - mincn + 1E-6);

wc *= (int) ((civNum - 1) / acn) + 1;

Exemplo de pesos em Polícias

• ProcessCell=5

• FreeAgent=180

• ClearPath=30

• ClearToBuilding=10

• ClearAroundBuilding=15

• SearchCellForCivilian=1

Mais informações:

www.fe.up.pt/~rescue

FCPx

• FC Portugal eXtended Freiburg Viewer

• Ferramenta para análise de resultados

• Comparação entre diferentes equipas

• Comparação entre estratégias, abordagens e/ou parâmetros de agentes na mesma equipa

Avaliação competitiva

• V – Score

• P – Número de agentes vivos

• S – Somatório da saúde de todos os agentes vivos

• Sint – Somatório da saúde de todos os agentes no início da simulação

• B – Área total de edifícios não danificada

• Bint – Área total não danificada no início da simulação

Bint

B

Sint

S+P=V

Novos parâmetros de avaliação

Necessários para:• Avaliar pequenas melhorias• Contrariar a natureza estocástica do

simulador• Comparações precisas entre agentes de

diferentes equipas• Avaliação de aspectos precisos de um

agente• Identificar as principais falhas de uma

equipa

Final do Campeonato Europeu

Usando o FCPx...

Análise Comparativa

• Em tabelas...

E em gráficos...FC Portugal MRL

Mais informações:

www.fe.up.pt/~rescue/FCPx