Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22758
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.creatorViedman, Juan Manuel Nogales-
dc.date.accessioned2018-11-07T14:10:24Z-
dc.date.available2018-11-07T14:10:24Z-
dc.date.issued2018-03-21-
dc.identifier.citationVIEDMAN, Juan Manuel Nogales. Exploring communication network structures for the adaptability of a team of robots working in dynamical foraging environments. 2018. 162 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http:/dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.816.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22758-
dc.description.abstractIn nature, foraging is a fundamental task for several organisms that exhibit collective behaviors. For this reason, one of the most researched tasks in swarm robotics is foraging. In this work, we consider a team of foraging robots where each member repeats the same task: to pick up an object and transport it to a nest. Robot navigation depends completely on local visual clues. Neither dead reckoning nor global orientation helped them. The controller is a hierarchical state machine, which underlies robot behaviors. They learn which behavior fits better with the current condition. Since the environment changes, we developed strategies that enabled robots to achieve a good adaptation. These strategies dealt with distributed environments and exploited: robot-environment and robot-robot connections. In particular, such set of connections allowed the information to flow at a good rate and, as a consequence, their social learning. Since information influences robot behaviors and team performance, the proposed strategies were evaluated in two scenarios: $i$) task allocation and $ii$) task partitioning. In the task-allocation environment, robots interact within an environment, which consists of three regions where robots can forage. Each region includes a set of interfaces generating objects at different rates. These interfaces share information among them and with the subgroup of robots working inside each region. The proposed strategy reached a near-optimal solution because robots incorporated that information to make their decisions. In the task-partitioning environment, robots employ a set of interfaces to transfer objects between both regions or they carry the objects through an alternative path. In this scenario, those interfaces change their speed for transferring objects and robots only share information with other robots. The proposed solution allowed robots to adjust their connections to adapt their learning rate. As a consequence, they make decisions that fitted better to the changes in the interfaces.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipOEA - Organização das Nações Americanaspt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectForagingpt_BR
dc.subjectMulti-robot systemspt_BR
dc.subjectProbabilistic decision-makingpt_BR
dc.subjectAdaptive learningpt_BR
dc.subjectTask allocationpt_BR
dc.subjectTask partitioningpt_BR
dc.subjectComputaçãopt_BR
dc.subjectRobóticapt_BR
dc.subjectRobôs-movimentopt_BR
dc.titleExploring communication network structures for the adaptability of a team of robots working in dynamical foraging environmentspt_BR
dc.title.alternativeExplorando estruturas de redes de comunicação para a adaptabilidade de um time de robôs trabalhando em ambientes dinâmicos de forrageamentopt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Oliveira, Gina Maira Barbosa de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7119433066704111pt_BR
dc.contributor.referee1Lopes, Carlos Roberto-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6737493567462425pt_BR
dc.contributor.referee2Souza, Jefferson Rodrigo de-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1805897404307170pt_BR
dc.contributor.referee3Chaimowicz, Luiz-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4499928813481251pt_BR
dc.contributor.referee4Romero, Roseli Aparecida Francelin-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/0241862487783754pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0376288004315195pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoNa natureza, a tarefa de forrageamento tem uma importância vital para diversos organismos que exibem comportamento coletivo. Por esse motivo, uma das tarefas mais investigadas na robótica de enxame é o forrageamento. Neste trabalho se considera um time de robôs forrageiros no qual cada membro repete a tarefa de pegar um objeto e transportá-lo até um depósito. A navegação desses robôs depende de indicações visuais e locais, pois, nem odometria nem orientações globais foram utilizadas. O controlador é uma máquina de estados hierárquica, na qual subjazem os comportamentos dos robôs. Eles podem aprender qual comportamento se ajusta melhor às condições ambientais, que são dinâmicas. Para lidar com as mudanças ambientais, desenvolvemos estratégias que permitem aos robôs se adaptarem. Tais estratégias são avaliadas em ambientes distribuídos e aproveitam dois tipos de conexões: robô-ambiente e robô-robô. Em particular, essas conexões permitem o fluxo, a combinação das informações e, como consequência, o aprendizado. Visto que a informação influencia os comportamentos de cada robô e o desempenho do time, nossas estratégias foram avaliadas em dois cenários distintos: i) alocação de tarefas e ii) particionamento de tarefas. No ambiente de alocação de tarefas, os robôs interagem em três regiões do ambiente. Cada região conta com interfaces que geram objetos a diferentes taxas e compartilham informações entre elas e com os robôs trabalhando na região. A estratégia proposta alcançou uma solução próxima do ótimo teórico quando os robôs incorporaram essas informações. No outro ambiente, os robôs empregam interfaces para transferir objetos entre duas regiões ou os levam através de um caminho alternativo. Nesse cenário, as interfaces mudam a velocidade de transfe\-rên\-cia dos objetos e os robôs aprendem a partir de informações compartilhadas entre si. As estratégias propostas permitem que os robôs ajustem suas conexões para adaptar seu aprendizado e, assim, tomar decisões apropriadas à demanda pelas interfaces.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computaçãopt_BR
dc.sizeorduration162pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO::MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAOpt_BR
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.816pt_BR
dc.crossref.doibatchidpublicado no crossref antes da rotina xml-
Appears in Collections:TESE - Ciência da Computação

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ExploringCommunicationNetwork.pdf51.13 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.