Robotica Esempi di Architetture 1 Criteri di Valutazione

Robotica Esempi di Architetture 1

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

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

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. – Wander – Acquire – Retrieve 4

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

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. Gli schemi motori sono architetture software dinamiche e reattive, cooperative e non gerarchiche. 6

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

Khepera • Simulatori www. cyberbotics. com diwww. epfl. ch/lami/team /michel/khep-sim 8

Pioneer Robot mobile con due ruote motrici, pilotate in DC con scheda motore e micro 68 HC 11 9

Ghenghis Robot mobile su 8 gambe controllate con una rete neurale 1 0

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 1 1

Struttura del Robot Allen Livello 0 – Controlla l'avanzamento del robot evitando le collisioni 1 2

Struttura del Robot Allen Livello 1 – Capacità di muoversi attorno senza una meta precisa 1 3

Struttura del Robot Allen Livello 2 – Capacità di muoversi attorno senza una meta precisa 1 4

Classificazione delle Architetture Si basa sulle caratteristiche di pianificazione e di rappresentazione Kaelbling I Kaelbling & Rosenschein 1 5

Brooks Architettura di sussunzione 1 6

Connell Generalizzazione dell'architettura di Brooks 1 7

Anderson & Donath I compartamenti sono librerie di comportamenti primitivi attivabili su suggerimento di stimoli ambientali 1 8

Kaelbling & Rosenschein Decomposizione Percezione-Azione 1 9

Kaelbling I Introduzione dei comportamenti mediatore 2 0

Kaelbling II Esegue un passo di pianificazione per volta 2 1

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

Arkin Introduzione del ciclo percezione-azione e degli schemi motori 2 3

Architettura Au. RA navigazione in un'ampia gamma di domini aggiunta di nuove strategie motorie e percettive uso di conoscenza di alto livello Sopravvivenza in ambienti ostili 2 4