Sistema de navegação autônoma para robôs móveis baseado em arquitetura híbrida: teoria e aplicação.

Abstract

Este trabalho apresenta a implementação de um sistema simulado de navegação autônoma para robôs móveis baseado na arquitetura híbrida denominada AuRA (Autonomus Robot Architecture) (Arkin, 1987). Esta arquitetura utiliza elementos deliberativos e reativos para o planejamento e execução das tarefas que levarão o robô a cumprir seu objetivo final. Os elementos deliberativos são responsáveis por todo o planejamento das atividades e escolha das trajetórias de movimentação. Para realizar esta tarefa é utilizada uma modelagem do domínio a qual está inserido. Nesta modelagem estão descritas as relações entre os diversos componentes do ambiente, as ações que podem ser realizadas, suas pré-condições e os efeitos provocados por cada ação. Através desta modelagem, que foi implementada em uma linguagem de planejamento denominada PDDL (Planning Domain Definition Language), o sistema pode selecionar o conjunto de ações que o levará a atingir o objetivo pré-estabelecido. Com as ações selecionadas, o elemento deliberativo escolhe a melhor forma para realizar aquela atividade, configurando a execução da ação que é realizada de forma reativa. Portanto o elemento reativo é responsável por realizar a ação escolhida que é configurada pelo deliberador. Quando todas as atividades forem cumpridas o robô alcança seu objetivo final. Caso o elemento reativo não consiga realizar alguma ação selecionada, ele solicita um replanejamento das atividades, modificando sua base de conhecimento do mundo a qual está inserido e o conjunto de ações a serem realizadas. A aplicação foi implementada utilizando-se a linguagem C++ e as bibliotecas do software ARIA (Advanced Robot Interface for Applications), biblioteca de desenvolvimento e controle dos robôs móveis fabricados pela empresa ActiveMedia/MobileRobots. O sistema foi testado e validado em um simulador chamado MobileSim do mesmo fabricante da biblioteca de software.