1 Robotica Esempi di Architetture Lezione 8

2 Criteri di Valutazione I secondo Arkin secondo Arkin – Supporto al parallelismo – Adattabilità all'hardware – Adattabilità alla nicchia – Supporto della modularità – Robustezza – Rapidità di sviluppo – Flessibilità runtime – Efficienza delle prestazioni

3 Criteri di Valutazione II secondo Laird secondo Laird – Generalità – Versatilità – Razionalità – Programmabilità – Capacità di apprendere – Scalabilità – Flessibilità – Efficienza – Aderenza biologica

4 Esempio di Architetture Behavior- Based Esplorazione (foraging) L'obiettivo è quello di far muovere il robot lontano dalla posizione di riposo alla ricerca di oggetti attrattori. Esplorazione (foraging) L'obiettivo è quello di far muovere il robot lontano dalla posizione di riposo alla ricerca di oggetti attrattori. – Wander – Acquire – Retrieve

5 Architetture Reattive Architettura di Sussunzione (Brooks)‏ 1. Modello AFSM 2. Si tratta di un'architettura a livelli che impiega strategie di arbitraggio su una base AFSM. – Coordinazione: inibizione e soppressione 1.Pro 1.Adattabilita' all'hardware 2.Supporto per il parallelismo 3.Adattabilità alla nicchia 2.Contro 1.Flessibilità runtime 2.Supporto della modularità

6 Architetture Schema-based Lo schema (Arkin) è l'unità base del comportamento a partire dalla quale vengono costruite le azioni complesse; consiste della conoscenza di come agire e percepire assieme al processo computazionale che li determina. Lo schema (Arkin) è l'unità base del comportamento a partire dalla quale vengono costruite le azioni complesse; consiste della conoscenza di come agire e percepire assieme al processo computazionale che li determina. Gli schemi motori sono architetture software dinamiche e reattive, cooperative e non gerarchiche.

7 Schemi Motori Coordinazione: somma vettoriale Pro Supporto per il parallelismo Supporto per il parallelismo Flessibilità runtime Flessibilità runtime Rapidità di sviluppo Rapidità di sviluppo Supporto della modularità Supporto della modularitàContro Adattabilità alla nicchia Adattabilità alla nicchia Adattabilità all'hardware Adattabilità all'hardware

8 Khepera Simulatori diwww.epfl.ch/lami/team /michel/khep-sim Simulatori diwww.epfl.ch/lami/team /michel/khep-sim

9 Pioneer Robot mobile con due ruote motrici, pilotate in DC con scheda motore e micro 68HC11

1010 Ghenghis Robot mobile su 8 gambe controllate con una rete neurale

1 Architettura di Sussunzione Caratteristiche Generali – Impiego diretto dell'hardware ( microcontroller )‏ – Il controllo è implementato con reti di moduli sensoriali ed attuativi capaci di eseguire un compito ben specificato ( comportamenti )‏ – Realizzato con automi AFSM

1212 Struttura del Robot Allen Livello 0 – Controlla l'avanzamento del robot evitando le collisioni

1313 Struttura del Robot Allen Livello 1 – Capacità di muoversi attorno senza una meta precisa

1414 Struttura del Robot Allen Livello 2 – Capacità di muoversi attorno senza una meta precisa

1515 Classificazione delle Architetture Si basa sulle caratteristiche di pianificazione e di rappresentazione Rappresentazione Piano Brooks Anderson Agre Connell Kaelbling & Rosenschein Kaelbling I Kaelbling II 3S Arkin AuRA Payton Schoppers RAP Georgeff & Lansky Maes

1616 Brooks Architettura di sussunzione

1717 Connell Generalizzazione dell'architettura di Brooks

1818 Anderson & Donath I compartamenti sono librerie di comportamenti primitivi attivabili su suggerimento di stimoli ambientali

1919 Kaelbling & Rosenschein Decomposizione Percezione-Azione

2020 Kaelbling I Introduzione dei comportamenti mediatore

2121 Kaelbling II Esegue un passo di pianificazione per volta

2 Architettura 3S Dovuta a Connell: evolve dalla reattiva pura

2323 Arkin Introduzione del ciclo percezione-azione e degli schemi motori

2424 Architettura AuRA navigazione in un'ampia gamma di domini aggiunta di nuove strategie motorie e percettive uso di conoscenza di alto livello Sopravvivenza in ambienti ostili

2525 Payton I comportamenti sono unità di decisione

2626 Schoppers Piani Universali

2727 Architettura RAP Pianificatore reattivo dovuto a Firby

2828 Georgeff & Lansky Ragionamento Procedurale

2929 Maes I moduli di competenza sono collegati in una rete attraverso tre tipi di legami: successor link, predecessor link e conflicter link