Asignación distribuida de tareas dinámicas en sistemas multi-robot

Etayo Gil, Iñigo
Montijano Muñoz, Eduardo (dir.) ; Tardioli, Danilo (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2020
Informática e Ingeniería de Sistemas department, Ingeniería de Sistemas y Automática area

Máster Universitario en Ingeniería Industrial

Abstract: Los sistemas multi-robot han experimentado en los últimos años un vasto desarrollo a nivel de investigación debido a sus cualidades para mejorar la realización de trabajos como la exploración y la vigilancia. Estos sistemas hacen posible un incremento de la eficiencia y la seguridad, al permitir el uso de conjuntos de robots para la realización de una o varias tareas en concurrencia en lugar del uso de un solo robot. Sin embargo, para que estos sistemas funcionen correctamente hay que solventar problemas relacionados con el control de los robots y su posicionamiento en el entorno, así como con la asignación de las tareas que cada uno de los robots tiene que desempeñar. Es en este último problema donde se centra el desarrollo de este trabajo.
En el presente Trabajo Fin de Máster (TFM) se desarrolla un algoritmo capaz de asignar las tareas a realizar por cada uno de los robots de una manera distribuida, es decir, cada uno de los robots toma decisiones de una manera independiente que dan lugar a un comportamiento óptimo colectivo sin la necesidad de una unidad central que lo dirija todo. El algoritmo empleado hace uso del método símplex, método matemático empleado para la resolución de problemas de optimización en los que se quiere minimizar o maximizar un coste o un beneficio.
Dentro de los problemas que existen al trabajar con sistemas distribuidos, este trabajo se centra en analizar los aspectos relacionados con la transmisión de información entre los robots, estudiando como la cantidad de información mandada y su selección influye en los resultados de la asignación.
En el TFM se proponen diferentes políticas de envío de información, estudiando las ventajas e inconvenientes que supone el utilizar un mayor ancho de banda y el emplear diferentes criterios de selección de la información.
Por otra parte, en el TFM se ha prestado especial atención a los aspectos de implementación real del método, típicamente relegados a un segundo plano en este tipo de soluciones.
El TFM incluye una implementación totalmente distribuida del algoritmo haciendo uso de la plataforma de desarrollo ROS. Esta implementación se ha evaluado tanto en un entorno de simulación realista como en el laboratorio del grupo de robótica utilizando tres robots para monitorizar dinámicamente a tres personas.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master