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Tipo: Tese
Título: ARCog: an aerial robotics cognitive architecture
Autor(es): Pinto, Milena Faria
Primeiro Orientador: Marcato, André Luís Marques
Co-orientador: Urdiales, Cristina
Co-orientador: Honório, Leonardo Mello de
Membro da banca: Dantas, Mário Antônio Ribeiro
Membro da banca: Capretz, Miriam Akemi Manabe
Membro da banca: Conceição, Andre Gustavo Scolari
Membro da banca: Aguiar, Eduardo Pestana de
Resumo: A integração eficiente de algoritmos é uma questão fundamental na robótica aérea. No entanto, apenas algumas soluções de integração utilizam uma abordagem cognitiva. Abordagens cognitivas dividem problemas complexos em unidades independentes que podem lidar com interfaces de dados de nível progressivamente inferiores, por exemplo, sensores e atuadores, até dados de nível superior, tais como raciocínio e decisão. Uma arquitetura cognitiva define o fluxo de informações entre as unidades para produzir um comportamento inteligente emergente. Apesar das melhorias na tomada de decisão autônoma, várias questões-chave permanecem em aberto. Um problema é a seleção, coordenação e tomada de decisões relacionadas às diversas tarefas especializadas necessárias para o cumprimento dos objetivos da missão. Este trabalho de pesquisa aborda a tomada de decisão para uma arquitetura cognitiva usada em missões de Veículos Aéreos Não Tripulados (UAV), denominada ARCog, sigla de Arquitetura Cognitiva de Robótica Aérea. A arquitetura proposta estabelece as bases para o desenvolvimento de uma plataforma de software alinhada com os requisitos da tecnologia de ponta na área de pesquisa em questão. O sistema é projetado para fornecer decisões de alto nível. Além disso, a arquitetura permite a tomada de decisões em tempo real com comportamento social inteligente entre os agentes. Os principais algoritmos usados para testar a arquitetura em um ambiente externo são detalhados, bem como seus resultados. Os experimentos confirmaram o sucesso da arquitetura cognitiva proposta. Os resultados parciais mostraram a viabilidade técnica e a eficácia do ARCog em diferentes cenários, como em missões de Busca e Resgate, Inspeção e Vigilância.
Abstract: E cient algorithm integration is a key issue in aerial robotics. However, only a few integration solutions rely on a cognitive approach. Cognitive approaches break down complex problems into independent units that may deal with progressively lower level data interfaces, e.g., sensors and actuators, up to higher level data, such as reasoning and decision. A cognitive architecture defines information flow among units to produce emergent intelligent behavior. Despite the improvements in autonomous decision making, several key issues remain open. A problem is a selection, coordination, and decision making related to the several specialized tasks required for fulfilling mission objectives. This research work addresses decision making for a cognitive architecture used to Unmanned Aerial Vehicle (UAV) missions, called ARCog, an acronym for Aerial Robotics Cognitive Architecture. The proposed architecture lays the groundwork for the development of a software platform aligned with the requirements of state-of-the-art technology in the field. The system is designed to provide high-level decision making. Besides, the architecture enables real-time decision-making with intelligent social behavior among the agents. The main algorithms used to test the architecture in an outdoor environment are detailed as well as their results. The experiments confirmed the success of the proposed cognitive architecture. The partial results have shown technical feasibility and e ectiveness of the ARCog in di erent scenarios, such as Search and Rescue, Inspection and Surveillance missions.
Palavras-chave: Veículo aéreo não tripulado
Sistemas inteligentes
Missão autônoma
Arquitetura descentralizada
Tomada de decisão
Unmanned aerial vehicle
Intelligent systems
Autonomous mission
Decentralized architecture
Decision making
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: eng
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9942
Data do documento: 3-Abr-2019
Aparece nas coleções:Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses)



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