A multi-agent architecture with distributed coordination for an autonomous robot
- Autores: Bianca Mariela Innocenti Badano
- Directores de la Tesis: Joaquim Salvi Mas (dir. tes.), Beatriz López Ibáñez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Girona ( España ) en 2008
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ramón López de Mántaras (presid.), Marc Carreras (secret.), Edin Omerdic (voc.), Rita M. Planas Dangla (voc.), Vicente J. Botti Navarro (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Uno de los retos de la robótica es desarrollar un sistema de control para un robot capaz de obtener respuestas inteligentes y adecuadas a entornos cambiantes, La base para conseguir este propósito es tener una arquitectura de control para un robot y una plataforma hardware, que puedan adaptar el software y el hardware al entorno y a la situación actual. Este hecho ha llevado a los investigadores a diseñar arquitecturas de control formadas por comportamientos asíncronos, independientes y distribuidos.
En la actualidad los investigadores están introduciendo la tecnología multi-agente en las arquitecturas de control porque las propiedades de esta clase de sistema ayudan a cubrir muchos aspectos de las características deseadas para la arquitectura.
En esta línea de investigación, este trabajo propone una nueva arquitectura de control para un robot móvil con coordinación distribuida. Este mecanismo de coordinación necesario para compartir los recursos del robot, se define localmente entre los agentes que presentan conflictos en el uso del recurso, en lugar de utilizar una aproximación centralizada como en las arquitecturas previas del estado del arte.
La metodología de coordinación distribuida propuesta se realiza en dos pasos: el primero donde se determina quién gana el recurso y el segundo donde se especifica cómo se hace el intercambio del recurso. El primero se basa en el cálculo privado de la utilidad que se comunica entre los agentes que comparten el recurso. El segundo paso asegura que el cambio del recurso entre los diferentes agentes se haga de manera suave, evitando comportamientos abruptos del robot.
Esta arquitectura se ha concebido de manera que introducir software o hardware nuevo sea fácil y que no implique tener que modificar los agentes existentes. Para facilitar la introducción de los nuevos agentes, se ha definido un patrón de diseño de los agentes (agent design pattern), para definir las características comunes de los agentes. Este patrón ha llevado, también, al desarrollo de una arquitectura modular dentro del agente, que permite separar los diferentes métodos de obtención de los objetivos, de colaboración y de competición así como la coordinación de los recursos.
Otra característica importante de la arquitectura propuesta, es que los agentes pueden escribirse en diferentes lenguajes de programación y ejecutarse en distintos ordenadores. Se ha implementado una plataforma ad-hoc para considerar la operación en tiempo real y la descentralización de la arquitectura, y se ha definido también, un protocolo de comunicación basado en TCP/IP para establecer el paso de mensajes entre los agentes. Además, se ha definido un conjunto de agentes de soporte (back agents) para asegurar el correcto funcionamiento de todo el sistema: la arquitectura de control del robot y la plataforma multi-agente.
La arquitectura de control multi-agente con coordinación distribuida se ha probado en un robot real, un Pioneer 2DX de la casa MobileRobots Inc. Se han hecho varios experimentos para testear la arquitectura. Los resultados muestran que las características propuestas para la arquitectura se han cumplido.
