Robótica Inteligente 2008-2009 – Página da Disciplina

Trabalhos Práticos e Método de Avaliação

· Assignments: 0IR0809_Assignments.pdf

Material Principal da Disciplina

· Introdoction to Robotics: 1IR0809_Intro_Robotics.pdf

· Sensors and Actuators: 2IR0809-Sensor_Actuators.pdf

· MicroMouse and CiberMouse: 3IR0809-MicroMouseCiberMouse.pdf

· Agent Architectures: 4IR0809-AgentArchitectures.pdf

· Mapping and Navigation: 5IR0809-Mapping_Navigation.pdf

· Localization: 6IR0809-Localization.pdf

· Cooperation – RoboCup Leagues: 7IR0809_Cooperation_Intro_RoboCupLeagues.pdf

· Cooperation Methodologies: 8IR0809_Cooperation_SimulationCoordination.pdf

Objectivos

Compreender os conceitos básicos de Robótica e o enquadramento da Inteligência Artificial na Robótica.

Estudar métodos de percepção e interpretação sensorial (com ênfase na visão por computador) que permitam criar estados do mundo precisos e métodos de controlo de robôs móveis.

Estudar os métodos que permitam a robôs móveis navegarem em ambientes conhecidos ou desconhecidos usando algoritmos de Planeamento e Navegação.

Estudar os fundamentos da robótica cooperativa e da construção de equipas de robôs.

Analisar as principais competições robóticas nacionais e internacionais, os simuladores robóticos mais realistas e as plataformas robóticas mais avançadas disponíveis no mercado.

Programa

1) Introdução à Robótica Inteligente

1.1) Inteligência Artificial

1.2) Conceitos Básicos de Robótica

1.3) Enquadramento da Inteligência Artificial na Robótica.

1.4) História, evolução e direcções actuais da Robótica Inteligente

2. Arquitecturas baseadas em Agentes para Robôs

2.1) Reactivas, Deliberativas e Híbridas

2.2) Arquitecturas Belief, Desire and Intentions (BDI)

2.3) Arquitecturas Cooperativas

2.4)

3. Percepção e interpretação sensorial

3.1) Sensores de proximidade: Sonares, ultra-sons, infravermelhos (IR), toque, luz.

3.2) Visão por Computador: Câmaras CCD, Imagem Digital, Modelos de Cor, Processamento de Imagem, Análise de Imagem.

3.3) Sensores de Odometria, Rotação e Bússolas

3.4) Técnicas de Fusão Sensorial

4. Localização e Mapeamento

4.1) Criação, representação a actualização de Estados do Mundo.

4.2) Localização de Markov e Gaussiana

4.3) Localização Grid e Monte-Carlo

4.4) Mapeamento: Occupancy Grids e SLAM

4.5) Exploração do Mundo

5. Controlo de Robôs móveis: Locomoção e Acção

5.1) Modos de locomoção

5.2) Gears, Speed, Torque

5.3) Simulação de locomoção

6. Planeamento em Robótica

6.1) Análise Meios-Fins, Planeamento linear e não linear

6.2) Planeamento e Aprendizagem: Generalização de Planos.

7. Navegação

7.1) Algoritmos de navegação em ambientes conhecidos/Desconhecidos

7.2) Diagramas de Voronoi,

7.3) Algoritmos A* e D*

7.4) Decomposição celular.

8. Robótica Cooperativa

8.1) Introdução à cooperação entre robôs para a realização de tarefas em equipa.

8.2) Joint Intentions, TAEMS, Role-Based, Social Rules

8.3) Comunicação e Modelação Mútua

8.4) Locker-Room, Coordenação Estratégica, Parcialmente Hierárquica

9. Aplicações

9.1) Competições Robóticas Nacionais e Internacionais: RoboCup, RoboOlympics, Fira Cup, DARPA Grand-Challenge, Festival Nacional de Robótica, Micro-Rato, Robô Bombeiro.

9.2) Simuladores robóticos: Soccerserver 2D e 3D, RoboCup Rescue, Virtual Rescue, Ciber-Rato.

9.3) Plataformas Robóticas: Lego MindStorms NXT, ERS210A e ERS-7 (AIBOS da Sony), EcoBees, Humanóides RoboNova: Arquitecturas de Hardware e Software. Programação Prática de robôs e equipas de robôs.

Bibliografia Principal

Howie Choset, Kevin M. Lynch, Seth Hutchinson, George Kantor, Wolfram Burgard, Lydia E. Kavraki, Sebastian Thrun ;Principles of Robot Motion : Theory, Algorithms, and Implementations , Bradford Book, MIT Press, Cambridge, Massachussets, London England, 2005. ISBN: 0-262-03327-5
R. Arkin;Behavior-based Robotics , MIT Press , 1998
Robin R. Murphy;An Introduction to AI Robotics , Bradford Book, MIT Press, Cambridge, Massachussets, London England, 2000. ISBN: 0-262-13383-0
Russell, Stuart;Artificial intelligence . ISBN: 0-13-360124-2
RoboCup Series (1999, 2000, 2001, 2002 e 2003, 2004 e 2005), Springer, LNAI
Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, Dieter Fox ;Probabilistic Robotics, MIT Press, Cambridge, Massachussets, London England, 2005. ISBN: 0-262-20162-3
Manuais dos Simuladores: Soccerserver, RoboCupRescue e Ciber-Rato
Manuais de OPEN-R e Documentação das Plataformas ERS210A e ERS7, 2005