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LEIC/2004 Eugénio Oliveira Robótica Inteligente Robótica Inteligente Docentes: Prof. Eugénio Oliveira parte da teoria Engº Luis Paulo Reis parte da teoria + aulas práticas Sítio Web: http://www.fe.up.pt/~eol/20032004/robotica/ Quadros powerpoint em pdf sobre alguns capítulos Ligação para sítio sobre Robótica móvel LEIC/2004 Eugénio Oliveira Robótica Inteligente Robótica Inteligente BIBLIOGRAFIA: Quadros tópicos disponibilizados no sítio web pelos docentes 1. Russel and Norvig, Artificial Intelligence: a Modern Approach, Prentice-Hall, 1995 2. Jones, Flynn and Seiger,A.K. Mobile Robots: Inspiration to Implementation, Peters, 1999 3. Allen,J. Hendler,J. and Tate,A. (eds.) Readings in Planning, Morgan Kaufmann, 1990 4. Elen Rich and Kevin Knight, Artificial Intelligence, 2ª Edição, McGraw-Hil, 1991 5. RoboCup Series, LNAI. Springer (1998, 1999, 2000, 2001 e 2002)

Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Page 1: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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LEIC/2004 Eugénio Oliveira

Robótica InteligenteRobótica Inteligente

Docentes:

Prof. Eugénio Oliveira parte da teoria

Engº Luis Paulo Reisparte da teoria + aulas práticas

Sítio Web:http://www.fe.up.pt/~eol/20032004/robotica/

Quadros powerpoint em pdf sobre alguns capítulos

Ligação para sítio sobre Robótica móvel

LEIC/2004 Eugénio Oliveira

Robótica InteligenteRobótica InteligenteBIBLIOGRAFIA:

• Quadros tópicos disponibilizados no sítio web pelos docentes

1. Russel and Norvig,Artificial Intelligence: a Modern Approach, Prentice-Hall, 1995

2. Jones, Flynn and Seiger,A.K.Mobile Robots: Inspiration to Implementation, Peters, 1999

3. Allen,J. Hendler,J. and Tate,A. (eds.) Readings in Planning, Morgan Kaufmann, 1990

4. Elen Rich and Kevin Knight, Artificial Intelligence, 2ª Edição, McGraw-Hil, 1991

5. RoboCup Series, LNAI. Springer (1998, 1999, 2000, 2001 e 2002)

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Robótica InteligenteRobótica Inteligente

Avaliação:

50% Exame

50% Trabalho:

15% Relatório IntercalarData: ? Semana

50% Desenvolvimento e Apresentação do Trabalho25% Relatório final

Data: Última Semana10% Aulas

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Robótica InteligenteRobô:Noção derivada de 2 linhas de pensamento:

HumanoidesAutómatos

Robot deriva da palavra checa “robota”: trabalho forçado

Palavra usada pelo escritor checo Karel Capek

Definição genérica possível:Robô é um Agente físico capaz de establecer uma conecçãoInteligente entre Percepção e Acção

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Robótica Inteligente

Manipulador

Com Pernas

Com Rodas reconfigurável

Humanoide Com lagartas

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Robótica InteligenteOutros Robôs:

Robôs de Holiwood“Star Wars”

Page 4: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica InteligenteRobótica InteligenteRobótica como cruzamento de saberes:

Mecânica: Manipuladores, Junções e Graus de LiberdadeLocomoção (rodas, lagartas, multi-pernas, hélices…)

Teoria do controlo: Estática e DinâmicaGestão da Produção: Flexibilidade, IntegraçãoProgramação: Que Linguagens (Nível, comandos…)

Sensores: Distância, proximidade, toque, luz, som, visão.Fusão sensorial

Inteligência Artificial: Arquitecturas, Interpretação,Decisão e Planeamento, “Emoção

Sociologia: Impacto da Robótica, Prodútica, Domótica…

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Robótica InteligenteEstudos percursores da robótica Inteligente

• Cibernética(teoria do controlo, C. InformaçãoBiónica)

• Inteligência Artificial

• Robótica

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Robótica InteligenteMachine Speculatrix (Tartaruga) de Grey Walter 1953

• Sensores: Fotocélulas, Contacto• Actuadores Motores actuando na roda• Comportamentos:procurar/evitar luz; Vira e empurra; Recarrega bateria

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Robótica Inteligente

Como Sentir e Perceber Como ControlarComo gerar Acções

Page 6: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica Inteligente

Arquitectura típica de Robô Móvel

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Robótica InteligenteSeguir paredes e obedecer a comandos do Utilizador:Operador: stop, go,...Sonares para seguir paredes e evitar obstáculos

Processamento “paralelo”mas em processador único

Comandos do Utilizador

Page 7: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica InteligentePseudo-paralelismo funcional em processador único:

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Robótica InteligenteVeículos de Braitenberg, 1984

• Princípios da Psicologia• Influências excitatórias e inibitórias da acção•Ligação directa aos motores

•Comportamentos semelhantes a : medo, agressão, “amor”…

Page 8: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica Inteligente

Mundo é o melhor dos modelos possíveis.Não tente criar um outro Modelo do Mundo

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Robótica InteligenteRobôs para o espaço

Sojourner: parte doenviado a Marte em 1997

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Robótica Inteligente

Onde: Ambientes hostis Ambientes pouco estruturados Ambientes imprevistos e complexos

Domínios de aplicação:Oficinas: transporte e montagem de peçasHospitais e outros serviçosIndustria do EntretenimentoExploração espacial e submarinaVigilância, LimpezaGuerra….

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Robótica Inteligente

Funções importantes:

Sentir: Sensores mais complexosInterpretar: Fusão sensorialDecisão: Planeamento e monitoraçãoComunicação: Linguagens nível tarefa

Interfaces com utilizadoresCoordenação: Colaboração

Competição

Novas arquitecturas: Distribuídas e CooperativasReactivas

Page 10: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica InteligenteRobótica Inteligente

Funcionalidades da Robótica Inteligente

Percepção

Navegação

Planeamento

DecisãoAcção

Interpretação

Coordenação

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Robótica InteligenteRobótica Inteligente

Organizar as funcionalidades

Arquitecturas de controlo

Algoritmos

Suporte

Capacidades

Interpretação da

Visão

Planeamentoda

Acção

Controlo da

Navegação

Page 11: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica InteligentePrograma:

1- Introdução

Apresentação da disciplinaEnquadramento da Robótica Inteligente

2- Manipulação e NavegaçãoLinguagens de ManipuladoresArquitecturas de Controlo de Robôs Móveis

C.Deliberativo, Reactivo, HíbridoRepresentação do ConhecimentoNavegação em Robôs Móveis

Decomposição celularEsqueletizaçãoambientes desconhecidos e D*

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Robótica Inteligente

3- Plataformas e simuladores robóticosCiber-Rato, Soccer-Server, “cão robô”

4- Percepção e Interpretação sensorialSensoresAlgoritmos de tratamento sensorialProcessamento e Análise de Imagem

5- Acção, Locomoção e ControloSistemas de LocomoçãoAlgoritmo de Controlo

Page 12: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica Inteligente

6- Planeamento em RobóticaAnálise Meios-FinsPlaneadores e planeamento LinearPlaneamento Não-Linear e HierárquicoPlaneamento com Restrições GeométricasGeneralização de Planos

7- Robótica CooperativaCoordenação e CooperaçãoFutebol Robótico Simulado

8- Apoio aos Trabalhos práticos

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Robótica Inteligente

Progressos espetaculares no hardware para robôs

Problema actual: Software inteligente e eficiente

Communications of ACM special issue em “Robots: Intelligence, Versatility and Adaptivity”, Março 2002:

Page 13: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica Inteligente

Robô:AutónomoMóvel

Ambiente:DinâmicoNão estruturadoParcialmente observávelIncerto

Equipas de Robôs

LEIC/2004 Eugénio Oliveira

Robótica InteligenteEstudamos: Arquitecturas de Controlo

Robôs baseados em ComportamentosRepresentação (espacial)PercepçãoPlaneamentoNavegaçãoEquipas de robôs...

Não estudamos: Cinemática e DinâmicaTele-operaçãoTeoria do Controlo Clássica...

Pressupostos: Questões relacionadas com a Ciência da Computação e IA...

Page 14: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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LEIC/2004 Eugénio Oliveira

Robótica InteligenteInvestigação a aumentar nos últimos anos em robótica:

Pesquisa na BD INSPEC(índice de citações em física, electrónica, computação)

Anos de 1980-2001

de A

rtig

os in

dexa

dos

LEIC/2004 Eugénio Oliveira

Robótica InteligenteInvestigação a aumentar nos últimos anos em equipas de robôs:

Pesquisa na BD INSPEC(índice de citações em física, electrónica, computação)

Anos de 1980-200Pesquisa nos termos: multi-robot, cooerative robot, distributed robotics

Razões do aumento:Mais domínios de aplicaçãoRoboCupMaior capacidade computacionalAvanços em Agentes autónomosAvanços em Sw coordenação

Page 15: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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LEIC/2004 Eugénio Oliveira

Robótica Inteligente

Robótica e Prodútica

Fabricação Flexível

Gestão Integrada da Produção

Sistema Produtivo + Sistema tecnológico de Informação

LEIC/2004 Eugénio Oliveira

Robótica Inteligente

Exemplo de utilização doparadigma CIM na empresaTexas Instruments

Page 16: Robótica Inteligente Robótica Inteligente

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Robótica Inteligente

Diferenças Organizacionais entre o Japão e os USA