Navegación autónoma de actores virtuales en entornos dinámicos

M. Lozano*, F. Barber, L. Vera*, J. Carrasco*, M. Fernández*

(*)Grupo Artec, Instituto de RobóticaDepartamento de Informática

Universitat de València

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Índice

Introducción

Navegación: Discretización + Algoritmos

Mapa de Áreas de Interés (MAI)

Sistema de Navegación Multinivel (SNM)

Sistema de Navegación Global (SNG)

Sistema de Navegación Local (SNL)

Resultados y Trabajos Futuros

Introducción

Gráficos por Computador Inteligencia Artificial

Criaturas Virtuales

Humanoides

Animales (Peces, Pájaros, Cucarachas ...)

Personajes deFicción

Avatares

ObjetivoAñadir realismo a la aplicación gráfica través de

comportamientos complejos.

Espectro de Actores/Agentes virtuales autónomos

Aproximaciones físicas

Aproximaciones cognitivas

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Navegación en humanoides virtuales

ElementosClave

Rutas “realistas” y libres de obstáculos

Consecución desus objetivos

Entornos complejos y dinámicos

Criterios clásicos de optimización (min. energía/distancia)

Solución = Mapa del entorno + Algoritmo de búsqueda

Repr. Obstáculos (object oriented map)Repr. Zonas Libres (free space map)Repr. Compuesta (composite map)Repr. Carriles (path map)

Búsqueda Heurística -> A* (camino mínimo)

Aproximación clásica

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

(Entornos Virtuales Tiempo Real)

Navegación en humanoides virtuales

Aproximación clásica(global)

Problemas

Tamaño de la Celda (grid)

Entornos Estáticos

Caminos no realistas

Filtrado posterior (DDA,...)

Eficiencia Objetivo

Reactividad (?) Flexibilidad (?) Realismo (?)

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

(Discretización off-line)

Mapa de Áreas de Interés

Discretización espacial no uniforme (editor de escenarios)

Representación conceptualdel escenario 3D(¿scene graph?)

Grafo no dirigido

Nodos = Áreas de InterésArcos = Vecindad espacial (transitabilidad)

Garantizar alcanzabilidadentre áreas

EficienciaAlcanzabilidad

Dinamismo

MAI = MC + “regiones contenedoras”

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Sistema de Navegación Multinivel

Búsqueda Heurística A* (camino mínimo)

Funcionamiento bajodemanda del SNL

Sistema de producción (rule based system)

Reactividad + Flexibilidad REALISMO

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Sistema de Navegación Local (SNL)

Navegación Local vs Navegación Global

Aparición de nuevos subobjetivosmás prioritarios. (ej. saludar a un amigo)

Los actores pueden no tener informaciónglobal de su entorno (ej. supermercado)

Guiado Dirección a tomar en todo momento (evitando colisionar)

Control de ruta Pérdida, Replanificación, Mantenimiento del MAI

Reactividad + Flexibilidad

Realismo

si [conocido(Destino)]

==>[calculaA(Destino, Camino),ir(Camino, Camino2),inserta(camino(Camino2)) ]

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Sistema de Navegación Local (SNL)

Mem. TrabajoInformación (mundo, agente)

Motor de InferenciasPremisas => Acciones

Sistema de Producción

Ciclo clásico de Agentes (percibir/razonar/actuar)

Percepción

Razonamiento

Actuación (int/ext)

M.T. F. Reglas (comportamentales)

Característicascomunes

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Sensores (vista, contacto, audio)

Sistema de Navegación Local (SNL)

Ventajas

Independencia entre Gráficos y Gestión del Conocimiento

Alta Reusabilidad (comportamientos heredados, grupos)Think:: Selecciona y ejecuta el conocimiento relevante al “tipo”

de actor.

Fácil de definir, depurar y mantener (reglas sencillas, repr. cualitativa)

si [obstaculo(delante, _)]

==>[inserta(andar(del_izq, despacio)),eliminar(todo) ]

MT:: obstaculo(delante, cerca)

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Resultados (1/2)

Test 1:: 4 Agentes (obs. móviles) + 1 obstáculo fijo (central)

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Resultados (2/2)

Test 1:: 5 Agentes (obs. móviles) + 5 obstáculos fijos (MAI)

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Categorización navegación en pareja o grupo

Énfasis en técnicas cognitivas plano físico de los actores

Diseño modelos cognitivos orientados a actores virtuales

Personalidad, creencias, intenciones autonomía

Medidas de refuerzo de las mejores estrategias

Aprendizaje inteligencia

Requerimientos tiempo real LOD’s comportamentales

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.

Trabajos Futuros

Navegación autónoma de actores virtuales en entornos dinámicos

M. Lozano*, F. Barber, L. Vera*, J. Carrasco*, M. Fernández*

(*)Grupo Artec, Instituto de RobóticaDepartamento de Informática

Universitat de València

XI Congreso Español de Informática Gráfica (CEIG), Julio 2001 Girona.