Publicação: Introdução ao controle adaptativo a eventos discretos em base de dados RFID com planejador automático aplicado a sistemas robóticos
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Resumo
As tecnologias da indústria 4.0 integram dispositivos e dados, trazendo flexibilidade e
eficiência, derivada da decentralização das fontes de informação e processamento, que é
fundamental para o avanço das aplicações. Esse trabalho busca introduzir sistemas ciber
físicos trabalhando com objetos passivos com capacidade de afetar decisões, um sistema
com informação distribuida, e planejadores automáticos, para alcançar um manipulador
de processos autossuficiente que não requer inserção externa de objetivos e que pode
auto-ajustar-se de acordo com exceções, em tempo de execução. Essa é uma solução
mais flexível e autônoma que o uso de máquinas de estado. Aplicando as tecnologias
introduzidas na Indústria 4.0 e métodos que eram tratados em separado, como inteligência
artificial simbólica e cinemática de robôs, o sistema pode realizar os processos de percepção,
planejamento e atuação. Esse sistema é capaz de extrair informação de entidades passivas
no domínio físico utilizando Identificação por Rádio Frequência (RFID) para adquirir
predicados, dados, sobre os estados corrente e objetivo de cada objeto através da ferramenta
PRD (Predicados dentro de base de Dados RFID). Esses dados são tratados para produzir
um retrato do domínio, através da união da informação distribuída e produção de uma
definição de problema usando a metodologia GISP (Predicados de Estado Individual
Agrupados). Essa definição de problema pode ser alimentada no módulo de planejamento,
implementado num servidor local ou na nuvem, onde planemento de ações discretas e
trajetória são concatenados para retornar referências de controle, usando um planejador
simbólico genérico e um gerador numérico de trajetória. Então, o agente ativo pode atuar,
verificar exceções e atualizar a informação nos objetos passivos caso o estado obtido seja
percebido livre de exceções, senão deve reiterar até que se satisfaça o objetivo global. Esse
trabalho estrutura a arquitetura de controle adaptativa a eventos discretos com base de dados RFID contendo partes de lógica de predicados.
Abstract
Industry 4.0 technologies integrate devices and data, bringing flexibility and efficiency,
derived from decentralization of information sources and processing, which is fundamental
to further advance applications. This work aims to introduce Cyber Physical Systems
(CPS) working with decision affecting passive objects, a system with distributed data,
and automatic planners, to achieve a self-sufficient process manipulator that does not
require external goal insertion and can self-adjust given an exception, in real-time. This
solution is more flexible and autonomous than state machines. Applying the technologies
introduced in Industry 4.0 and methods that were previously treated separately, such as
symbolic artificial intelligence and robot kinematics, the system can perform perception,
planning and actuation processes. This system is capable of extracting information inside
passive passive entities in the physical domain by using Radio Frequency IDentification
(RFID) to acquire predicates, data, about each object current and objective states using
the Predicate inside RFID Database (PRD) tool. This data is treated to produce a domain
snapshot, by joining distributed information and generating a problem definition, through
the Grouped Individual State Predicates (GISP) methodology. This problem definition
may then be fed into a planning module, implemented on an Edge or Cloud server, where
discrete-action and trajectory planning are concatenated to output control references,
using a generic symbolic planner and a numeric trajectory generator. Then, the active
agent may actuate, verify for exceptions and update the passive objects information if the
obtained state is perceived with no exceptions, else it must reiterate to satisfy the global
goal. This work structures the adaptive discrete event control architecture with a RFID
database containing parts of predicate logic.
Palavras-chave
Sistemas ciber físicos, RFID, PRD, GISP, Planejamento automático, Aplicação de tempo real, Cloud computing, Controle a eventos discretos adaptativo
Citação
SOUZA, Gabriel de Almeida. Introdução ao controle adaptativo a eventos discretos em base de dados RFID com planejador automático aplicado a sistemas robóticos. 2020. 84 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecatrônica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020.
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