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08-1L2-ArchitettureDiControlloReattiveRobotica.08-1L2-ArchitettureDiControlloReattive VersioniMostra le modifiche minori - Mostra le modifiche Modificate le linee 45-46: da:
L'architettura di controllo ibrida ottenuta dalla combinazione del controllo reattivo e deliberativo. Attualmente rappresenta una delle due architetture dominanti nella robotica. a:
L'architettura di controllo ibrida ottenuta dalla combinazione del controllo reattivo e deliberativo. Attualmente rappresenta una delle due architetture dominanti nella robotica. Aggiunta la linea 48:
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Esistono concorrenti che vengono eseguite alcune con approccio reattivo ed altre con approccio deliberativo. (es. mentre il robot si muove deve stare attento a non sbattere contro ad ostacoli non previsti). a:
Esistono concorrenti che vengono eseguite alcune con approccio reattivo ed altre con approccio deliberativo. (es. mentre il robot si muove deve stare attento a non sbattere contro ad ostacoli non previsti). Modificate le linee 58-63: da:
Pianificazione dei comportamenti. (es. robot che giocano a calcio: comportamento del portiere, del difensore, dell'attaccante). L'architettura di controllo basata sul comportamento un'alternativa al controllo ibrido, ispirato dalla biologia. Il a:
Pianificazione dei comportamenti. (es. robot che giocano a calcio: comportamento del portiere, del difensore, dell'attaccante). L'architettura di controllo basata sul comportamento un'alternativa al controllo ibrido, ispirato dalla biologia. In questa architettura non presente il livello intermedio, i componenti lavorano su tempi e rappresentazioni uniformi. '''Comportamenti''': Processi concorrenti che prendono input da sensori e da alti comportamenti e inviano l'output agli attuatori del robot o ad altri comportamenti per la realizzazione di un determinato scopo. Il comportamento viene rappresentato attraverso il diagramma SR (Stimulus-response) mostrato nella seguente figura. Modificate le linee 16-17: da:
Vantaggi: a:
!!! Vantaggi: Modificate le linee 20-21: da:
Svantaggi: a:
!!! Svantaggi: Modificate le linee 33-34: da:
Vantaggi: a:
!!!Vantaggi: Modificate le linee 37-38: da:
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!!!Svantaggi: Modificata la linea 14: da:
!!Architettura di controllo reattiva:"Non pensare, reagisci" a:
!!Architettura di controllo reattiva: "Non pensare, reagisci" Modificata la linea 11: da:
* Controllo a:
* Controllo ibrido (tra deliberativo e reattivo) Modificate le linee 5-6: da:
->[-Un robot un' complessa di sistemi di percezione, elaborazione, attuazione, che devono integrarsi in una struttura organica. La forma da dare a questa struttura tuttora oggetto di ricerca e di animata discussione. a:
->[-Un robot un' complessa di sistemi di percezione, elaborazione, attuazione, che devono integrarsi in una struttura organica. La forma da dare a questa struttura tuttora oggetto di ricerca e di animata discussione.-] Le architetture realizzate finora si possono raccogliere nelle seguenti tipologie: Modificate le linee 2-4: da:
''' '''Hanno contribuito:''' a:
'''Autore:''' [[Profiles/LucaSpelgatti | Luca Spelgatti]] Modificate le linee 12-14: da:
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!!Architettura di controllo reattiva:"Non pensare, reagisci" Modificata la linea 24: da:
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!!Architettura di controllo deliberativa: "Pensa prima di agire" Modificata la linea 38: da:
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!!Architettura di controllo ibrida: "Pensa e agisci separatamente e in modo concorrente" Modificata la linea 47: da:
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!!Architettura di controllo basata sul comportamento: "Pensa il modo di agire" Modificate le linee 190-191: da:
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* "Combination mechanism is fixed, tweaked with gains" Modificate le linee 183-184: da:
Attach: a:
Attach:followCorridor3.jpg Modificate le linee 176-177: da:
La figura '''''a''''' mostra il campo perpendicolare associato ai muri del corridoio, la figura '''''b''''' il campo uniforme che rappresenta lo scopo del robot (percorrere il corridoio); la figura '''''c''''' mostra infine la combinazione dei due campi e quindi il comportamento del robot che il corridoio mantenendosi al centro. a:
La figura '''''a''''' mostra il campo perpendicolare associato ai muri del corridoio, la figura '''''b''''' il campo uniforme che rappresenta lo scopo del robot (percorrere il corridoio); la figura '''''c''''' mostra infine la combinazione dei due campi e quindi il comportamento del robot che il corridoio mantenendosi al centro. \\ Come capire che un corridoio senza ragionamenti o rappresentazioni intermedie? Attach:followCorridor2.jpg Lo schema di percezione i e ritorna l'orientamento del robot rispetto ai campi. Attach:followCorridor2.jpg Modificata la linea 50: da:
!!'''Architettura di controllo basata sul comportamento''' a:
!!'''Architettura di controllo basata sul comportamento''' "pensa il modo di agire" Aggiunte le linee 112-185:
Principi su cui si basa l'architettura subsumption: * Livelli di competenza. Ogni livello di competenza include come un sottoinsieme il livello precedente * I messaggi spediti lungo la rete non hanno alcun significato implicito * Sensori e attuatori sono connessi a questa rete attraverso buffer asincroni bidirezionali '''AFSM''' Un AFSM consiste in un insieme di registri, temporizzatori ed una rete combinatoria tutti interconnessi ad una macchina a stati finiti. I messaggi in input vengono consegnati ai registri mediante gli appositi link e sull'uscita sono generate le risposte. All'aggiunta di nuovi link, questi possono collegarsi a registri esistenti, inibire le uscite o soppimere gli ingressi. Attach:afsm.jpg Attach:foraging.jpg '''Esempio robot Genhis''' \\ * Restare in piedi * Mantenere l'equilibrio * Sollevamento delle gambe * Stabilizzazione del beccheggio * Ricerca dell'obiettivo !!'''Architettura Motor Schema''' Questo schema consiste nello studio dell'effetto che si ottiene combinando vari comportamenti. Per ognuno dei comportamenti implementati, il robot percepisce un vettore caratterizzato da forza e direzione. I campi potenziali primitivi sono 5 Attach:primitiveFields.jpg La figura '''''c''''' mostra un campo con forza attrattiva, questo campo rappresenta un traguardo.\\ '''Esempio di applicazione dei campi finiti''' \\ La combinazione d tutti i campi fa emergere il comportamento del robot. Attach:combiningFields.jpg Nelle figure sottostanti possiamo vedere come sono rappresentati i singoli campi e la loro combinazione. Attach:combiningFields2.jpg Attach:pathTaken.jpg Vediamo ora un esempio di come un robot affronta un corridoio. Attach:followCorridor.jpg '''Vantaggi e svantaggi dei campi potenziali''' \\ Vantaggi: * Semplice da visualizzare * Semplice sviluppare librerie software * I campi possono essere parametrizzati Svantaggi: Modificata la linea 91: da:
'''Livello 0''' a:
'''Livello 0''' \\ Modificata la linea 96: da:
'''Livello 1''' a:
'''Livello 1''' \\ Modificata la linea 104: da:
'''Livello 2''' a:
'''Livello 2''' \\ Modificate le linee 73-74: da:
Attach:spa.jpg | SPA Paradigm a:
Attach:spa.jpg | '''SPA Paradigm''' Modificate le linee 80-81: da:
Attach:subsumptionVertical.jpg | Subsumption Vertical Architecture a:
Attach:subsumptionVertical.jpg | '''Subsumption Vertical Architecture''' Modificate le linee 86-87: da:
Attach:subsumptionLevel.jpg | Subsumption Level a:
Attach:subsumptionLevel.jpg | '''Subsumption Level''' Aggiunte le linee 89-111:
Vediamo ora come sono implementati i vari livelli dell'architettura Subsumption.\\ '''Livello 0''' Attach:level0.jpg '''Livello 1''' Attach:level1.jpg '''Livello 2''' Attach:level2.jpg Modificate le linee 6-12: da:
!!Sezione Contenuto della sezione. !!!Sottosezione Contenuto della sottosezione. a:
* Controllo deliberativo (rappresenta la tradizione) * Controllo reattivo (un punto di svolta) * Controllo Ibrido (tra deliberativo e reattivo) * Controllo basato sul comportamento (tra la reattiva e la ibrida) !!'''Architettura di controllo reattiva''' "Non pensare, reagisci" Il robot non sa niente del mondo che lo circonda (es. non ha mappe, non sa dove sono gli oggetti, non sa dove portarli), decide cosa fare all'istante stesso che riceve informazioni sull'ambiente. \\ Vantaggi: * Molto veloce e reattivo (Non richiede tempi per pianificare, infatti non esiste un piano) * Non si deve rappresentare l'ambiente Svantaggi: * Tempo di esecuzione di un'azione non prevedibile * Senza memoria * Senza una rappresentazione interna del mondo * Incapace di apprendere !!'''Architettura di controllo deliberativa''' "Pensa prima di agire" Nell'architettura di controllo deliberativa il robot usa tutte le informazioni ricavabili dai sensori e la conoscenza interna per creare un piano di azione. L'architettura usata prende il nome di SPA (Sense - Plan - Act) \\ Vantaggi: * In grado di imparare e predire Limiti : * Troppo lento per risposte real-time !!'''Architettura di controllo ibrida''' "pensa e agisci separatamente e in modo concorrente" * '''Reactive layer''' (livello inferiore) : risponde con reazioni immediate, poca precisione ma tempo di reazione molto basso * '''Deliberative layer''' (livello alto) : crea piani d'azione * '''Middle layer''' : collega i due livelli !!'''Architettura di controllo basata sul comportamento''' Pianificazione dei comportamenti. (es. robot che giocano a calcio: comportamento del portiere, del difensore, dell'attaccante).\\ '''Comportamenti''': Processi concorrenti che prendono input da sensori e da alti comportamenti e inviano l'output agli attuatori del robot o ad altri comportamenti per la realizzazione di un determinato scopo. \\ Il comportamento viene rappresentato attraverso il diagramma SR (Stimulus-response) mostrato nella seguente figura Attach:sr.jpg Caratteristiche dell'architettura: * Utilizza una rappresentazione distribuita * Risponde in tempo reale, ha una componente reattiva !'''Architetture di controllo reattive''' Attach:reactiveClassic.jpg Dal punto di vista del flusso dei dati questa architettura viene detta a decomposizione orizzontale (Vedi figura SPA Paradigm):i moduli infatti sono organizzati in base alla funzione che svolgono e sono indipendenti gli uni dagli altri. Attach:spa.jpg | SPA Paradigm Attach:subsumptionVertical.jpg | Subsumption Vertical Architecture Attach:subsumptionLevel.jpg | Subsumption Level 26/10/2006 ore 18:19 CEST
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!Architetture di controllo reattive '''Autori:''' [[Profiles/LucaSpelgatti | Luca Spelgatti]]\\ '''Hanno contribuito:''' ->'''Sommario''' ->[-Contenuto del sommario.-] !!Sezione Contenuto della sezione. !!!Sottosezione Contenuto della sottosezione. |