1 Manufactura Integrada por Computador II (CIM II) Alumnos: 80968 Silisque Mario Armando 80236 Tripodi Eduardo Martín

2 DLINK Cadena de Formación Camino base en enjambres de robots En este trabajo se analiza un mecanismo de control de un enjambre de robots utilizado para resolver los problemas de la trayectoria. Enjambre de robots, el concepto se inspira de los insectos sociales, como hormigas, abejas o termitas. El experimento es formar un grupo de robots que deben transitar un camino entre dos objetos denotado como nido y presas. Los robots no tienen conocimiento a priori sobre las dimensiones, o la posición de cualquier objeto en el medio ambiente. Inicialmente, todos los robots se colocan en posiciones aleatorias. Ellos buscan el nido, y una vez que lo perciben, empiezan a autorganizarse entre sí.

3 DLINK-0 Swarm-bots El Experimento consta de un enjambre de s-bot (robots pequeños) que deben transportar una pesada carga desde una ubicación inicial hasta un destino. Todos los s-bots deben ser controlados por el mismo programa generando un enjambre de comportamiento homogéneo. Para el diseño de controladores de los diferentes comportamientos básicos se opto por recurrir a la evolución redes neuronales. Se debe determinar una dirección común de movimiento coordinado. Esta se logra mediante el uso de un sensor de tracción que devuelve la dirección de tracción. Los controladores también exhiben un comportamiento de evitación de obstáculos Autoensamblaje es la capacidad más característica del enjambre-bot es que pueden auto-ensamblarse y pasar de tener un objetivo individual a uno colectivo.

4 DLINK-1 Cooperacion a través de auto-montaje en sistemas multi-robots Experimento: El transporte cooperativo requiere que los s-bots localicen, enfoquen y agarren un objeto y posteriormente lo transporten desde a un destino. Módulo de ensamble los controla hasta que se conecten a la presa o a otro s-bot. Módulo de transporte permite que el s-bot pueda mover la presa hacia la zona elegida, una vez que se haya establecido una conexión. Se tiene la tarea de evitar agujeros siendo muy similar a evitar obstáculos con la diferencia de que el robot al caer en un agujero no puede recuperarse. Se realizaron 10 repeticiones del experimento evolutivo donde se evaluaron las 10 mejores individuos de la última generación obtenida y todos reaccionaron de manera similar en cuanto a sus estrategias. Son capaces de evitar obstáculos de manera colectiva, si un s-bot choca contra un obstáculo, ejerce una fuerza en dirección opuesta al obstáculo.

5 DLINK-3 Evolución Incremental Se define una función de aptitud, que dado un comportamiento, asigna un número que refleja la bondad respecto cierta tarea. La evolución incremental para obtener los controladores de una tarea determinada es un método en el cual a partir de una población que ya ha sido capacitada para un caso sencillo, de alguna manera se la relaciona para dicha tarea. Esto se logra mediante el cambio la función de aptitud durante la evolución para hacer la tarea cada vez más compleja. Experimento: desarrollar controladores que se movían hacia triangulos teniendo como base un entorno con objetos triangulares y rectangulares sobre un fondo oscuro. La tarea se dividió en sub-tareas en las que primero los robots aprendían a orientarse para hacer frente a un gran rectángulo fácilmente detectable por los sensores, luego se iban acercando a otro de menor tamaño, luego a un rectángulo en movimiento y finalmente lograban distinguir entre rectángulos y triángulos. El comportamiento global se descompone en subcomportamientos como ser movimiento coordinado, evitación del agujero etc, por lo tanto es posible que dichos comportamientos se puedan aprender en forma incremental.

6 Collective Robots El manejo de múltiples tareas de los robots requiere de un sistema de control que debe ser simple y escalable a la cantidad de robots a controlar. Hay tareas que son mas simples de realizar utilizando una Colección de robots que utilizando uno solo. “Common Goal”. Experimento: un robot localiza y empuja una caja muy pesada. Si este no puede empujarla necesitara la ayuda de otro y así hasta poder empujarla en grupo. El “Common Goal” es empujar la caja y llevarla a destino.(El sistema real construido consta de 5 Robots). Sensores: De objetivo, de obstáculos y presencia de otro robot. Reglas: Evitar interferir con otro robot y trabajar en base a la tarea común cumpliendo con la primera regla.

7 Cooperative transport by ants and robots Las hormigas, trabajan y cooperan para recuperar presas, las intentan mover y cuando no lo logran sus compañeras de nido colaboran a través del contacto directo o de la marcación química. Una colonia de insectos es descentralizada, flexible y robusta, que son características deseables en un sistema artificial. La auto-organización y la descentralización, junto con la idea de que las interacciones entre los agentes no necesitan ser directas, sino más bien pueden tener lugar a través de la medio ambiente, apuntan a la posibilidad de reducción de las comunicaciones entre robots, dado que las comunicaciones explícitas de robot a robot pueden convertirse rápidamente en un problema cuando aumenta el número de robots. En cuanto al transporte solitario y transporte en grupo se concluyo que una sola hormiga primero trata de llevar la presa, y luego, si el movimiento se resiste la hormiga gasta unos segundos para hacer una prueba la resistencia y reorienta su cuerpo sin soltar la presa, si no lo logra sigue reorientándose y si estos intentos no tiene éxito, la hormiga con el tiempo consigue la ayuda de su compañeros de nido.

8 Cooperative transport by ants and robots El reclutamiento para el transporte colectivo está comprendida en dos categorías contratación de corto alcance (SRR) y de largo alcance contratación (LRR). En SRR, un explorador genera una secreción de las glándulas en el aire inmediatamente después de descubrir una presa grande, las compañeras que ya están en la vecindad se sienten atraídos de hasta 2m. Si SRR no atrae compañeras suciente, se establece un rastro químico con una secreción de las glándulas de veneno de la presa al nido: compañeras son estimuladas por la feromona sola para dejar el nido y seguir el camino hacia la presa. La coordinación entre los robots que empujaban la caja se demostró posible mediante el uso un objetivo común y de comportarse sin interferencia entre ellos. (El resultado demostró una simple cooperación, sin comunicación directa). Tareas y SubTareas: La tarea de empujar una caja para alcanzar un objetivo se puede dividir en tres fases (estados): la búsqueda de la caja, avanzar en la el cuadro, y, ver si se esta bien orientado con respecto a el objetivo-que empuja la caja.

9 Experimento: En una habitación en la que un grupo de robots se ubican en una esquina y hay una gran caja en el centro con un foco puesto en la otra esquina. Los robots comienzan a moverse y de pronto se dispersan en el ambiente. Los robots comienzan a moverse hacia la caja hasta entrar en contacto con un lado de la misma. Algunos de los robots comienzan a cambiar la posición moviéndose alrededor de la caja, mientras que otros que están correctamente posición comenzar a empujar la caja hacia el centro de atención. El cuadro comienza a moverse en la dirección de la esquina iluminada de la habitación, pero la ruta no es del todo recta y se desvía a la derecha y el movimiento de caja se detiene. El cuadro comienza a moverse en una nueva dirección hacia la meta-luz. Una vez que el cuadro llegue a la posición de meta la atención se apaga y la luz la segunda meta al lado opuesto de la habitación se ilumina y los robots inician el reposicionamiento para comenzar una vez más, empuja la caja hacia el nuevo objetivo.

10 Relación de los artículos con el estado de arte de CIM Estos artículos muestran experimentos relacionados directamente con los temas de PLANIFICACION DE TAREAS combinada con ROBOTICA APLICADA A LA MANUFACTURA dotando a los robots de cierto grado de inteligencia a través de APRENDIZAJE AUTOMATICO. La PLANIFICACION DE TAREAS es un conjunto de procesos que se realizan para obtener un plan de acción para resolver un problema. (Localizar la caja, evitar obstaculos o agujeros, empujar la caja etc) El manejo de las tareas de múltiples robots requiere de un SISTEMA DE CONTROL que debe ser simple y escalable a la cantidad de robots y variables a controlar. El comportamiento de un grupo de robots consiste en un conjunto de reglas para realizar la tarea en forma organizada y sincronizada. Las funciones requeridas para la toma de decisiones están basadas en APRENDIZAJE AUTOMATICO, mediante estas técnicas los robots van aprendiendo como interactuar y decidir sus acciones durante para que luego de un tiempo de entrenamiento puedan tomar decisiones correctas y de alta presición.