Arquitectura para la distribución de información sensorial en sistemas reactivos distribuidos
- Autores: Pascual Pérez Blasco
- Directores de la Tesis: Ginés Benet Gilabert (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Alfons Crespo i Lorente (presid.), José Simó (secret.), Francisco Maciá Pérez (voc.), Pedro José Sanz Valero (voc.), Josep M. Fuertes Armengol (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
Esta tesis se enmarca en el estudio de arquitecturas de sensores integrados en robots móviles autónomos con control híbrido reactivo-deliberativo y basado en el concepto de procesos de motivación.
El principal objetivo de este trabajo ha sido la definición de un protocolo de comunicaciones sobre el bus CAN y de una arquitectura de sensor adecuada para el desarrollo de sistemas sensoriales en un robot móvil autónomo con capacidad de reacción en tiempo real. El control de un robot mediante un esquema híbrido establece dos niveles de control: el nivel inferior o reactivo, que podría catalogarse como el sistema vegetativo del robot, y el nivel superior o deliberativo que se encarga de llevar a cabo tareas más complejas o a largo plazo. El nivel reactivo no es capaz de realizar ninguna tarea útil, simplemente permite al robot sobrevivir en un entorno dinámico. En la telaraña de comunicaciones sensoriales que forma este nivel coexisten sensores que ejecutan esquemas motores y perceptuales interactuando rápida y eficazmente elaborando respuestas individualizadas para cada estímulo captado por el robot. A partir de la fusión de la contribución individual de estos nodos emerge lo que será el comportamiento final del robot. Para no llegar a situaciones conflictivas, el nivel reactivo se apoya en un nivel deliberativo que tiene como principal misión, descomponer las tareas a largo plazo en un conjunto de tareas reactivas simples, consistentes y manejables. Un ejemplo de esto podría ser por ejemplo, ir a la oficina número dos, esperar orden y recargar baterías. La primera tarea (ir a la oficina número dos) puede realizarse mediante el uso de diferentes esquemas perceptuales, por ejemplo, ir moviéndose arbitrariamente por todo el edificio hasta encontrar una marca asociada con el despacho, o bien utilizando una navegación inteligente si el robot conoce la localización del despacho en coordenadas locales. Estas tareas simples denominadas patrones de comportamiento forman el enlace entre los esquemas perceptuales y motores que ejecutados con cierto orden o motivación mantienen la integridad del sistema a la vez que le permiten desarrollar tareas útiles.
El diseño del sistema de comunicaciones sensoriales debe contemplar las diferentes restricciones temporales de ambos niveles. Mientras que las tareas reactivas tienen que reaccionar en tiempo real estricto ante los cambios del entorno, por ejemplo, evitar a una persona que camina hacia la posición del robot, las tareas deliberativas precisan de cotas temporales más laxas.
Cuando estas tareas no cumplen los requerimientos de ejecución el sistema puede continuar de manera degradada, por ejemplo, la construcción de un modelo simbólico es menos exacta.
Teniendo en cuenta el marco y considerando la tendencia actual de trasladar el procesamiento cada vez más cerca del transductor gracias en parte al aumento de las prestaciones de los modernos sistemas empotrados y en parte al desarrollo de nuevos buses de transmisión se ha diseñado e implementado una arquitectura de sensor inteligente denominada NACORT. Esta arquitectura forma el entorno de ejecución reactivo proporcionando además servicios de delegación de código y permitiendo de esta manera enriquecer el nivel reactivo distribuido por los nodos sensoriales. Para dar soporte a esta arquitectura de sensor reactivo y permitir la transmisión de diferentes patrones de comunicación generados por cada uno de los transductores se ha diseñado un protocolo de comunicaciones denominado SCoCAN que se apoya en los servicios del bus CAN. Varios sensores reales desarrollados con la arquitectura NACORT e interconectados a través del protocolo SCoCAN se han integrado en un robot móvil utilizado como plataforma de investigación denominado YAIR.
