Planificación Automática para el control inteligente de...

Ángel García Olaya [email protected]

http://www.plg.inf.uc3m.es/~agolaya.php

Grupo de Planificación y Aprendizaje (PLG)

Departamento de Informática

Universidad Carlos III de Madrid / Prometeo

CONACIN 2013

19 de Julio de 2013

Planificación Automática para el control inteligente

de robots autónomos

CONACIN 2013

Planificación Automática para el control inteligente de robots autónomos

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Del cine…

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… a la realidad

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Las diferencias

Mecánica y electrónica

Robótica

Comportamiento

Inteligencia Artificial

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Robots reales

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Inteligencia

¿Cómo consigo que un robot se comporte

inteligentemente?

Control a alto nivel

Pre-programación

Control remoto (tele-operación)


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Pre-programación

Técnica clásica para el control de robots

Se pre-programan los comportamientos del robot

ante todas las situaciones

Problemas:

Complejo

Poco flexible

Dificultad ante eventos inesperados

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Control remoto

El robot es teledirigido por una persona

La inteligencia la pone la persona

Alternativas

Mando

Entornos virtuales

Control corporal (imitación)

Inconvenientes:

Necesidad de una persona

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Permite crear robots totalmente autónomos

Capaces de adaptar su comportamiento a las

circunstancias de forma dinámica

IA y robótica son dos campos complementarios

que han vivido mucho tiempo separados

Cada uno tenía sus propios problemas por resolver

Ambos están suficientemente maduros en la

actualidad para pensar en la integración

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Planificación Automática

Una de las características de la inteligencia avanzada

es la capacidad de hacer planes

Prever acciones futuras

La planificación automática es el área de la

inteligencia artificial que intenta dotar a las

máquinas con la capacidad de hacer planes

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Historia de la planificación automática

Surge entre 1966-1972 para

controlar al robot Shakey

Primer robot autónomo

Supuso avances en visión,

procesamiento de lenguaje

natural y búsqueda (A*)

Planificador STRIPS y

lenguaje STRIPS

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Control mediante planificación automática

Se proporciona al robot una descripción de

el estado actual

las metas a cumplir

las acciones que puede llevar a cabo

El robot se encarga autónomamente de encontrar la

secuencia de acciones que debe realizar para

cumplir las metas

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Ejemplo

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Ejemplo

Acciones: moverse

coger objeto

abrir puerta

Metas coger pelota verde

Plan 1. moverse a 9

2. moverse a 5

3. moverse a 6

4. moverse a 3

5. coger pelota

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Ejemplo

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Ejemplo

Si la puerta de 3 está cerrada, nuevo plan

1. moverse a 10

2. moverse a 13

3. coger llave

4. moverse a 10

5. moverse a 6

6. abrir puerta

7. moverse a 3

8. coger pelota

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Ejemplo

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Ejemplo

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Algunas aplicaciones: Remote Agent Experiment

Control totalmente autónomo de una sonda

espacial (1999)

Deep Space 1, a más de 96 millones de kilómetros de la

tierra

Durante dos días la sonda funcionó

autónomamente

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Algunas aplicaciones: MAPGEN

Mixed Initiative Activity Planning Generator

Se utilizó EUROPA dentro del proyecto

MAPGEN para controlar los robots Spirit y

Opportunity

Planificación en tierra, se validaba manualmente y

luego se mandaban las órdenes a los robots

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Algunas aplicaciones: TIMI

Reparto multi-modal de mercancías

En corto y largo recorrido

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Inconvenientes

Encontrar un plan puede requerir tiempo

A veces es necesario reaccionar rápidamente

El resultado de un paso de un plan puede no ser

exactamente el esperado

Solución: arquitecturas de dos niveles

El bajo nivel se encarga de reaccionar rápidamente

(reactivo)

El alto nivel se encarga de la ejecución global del plan

(deliberativo)

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Arquitectura PELEA

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Módulos de PELEA

Ejecutor (Execution): interfaz con el robot y ejecución de acciones

Monitor: monitorización del plan

Conversor bajo-alto (LowToHigh): convierte el estado de bajo nivel al de alto nivel

Soporte a la decisión: llama al planificador y decide si el plan sigue siendo ejecutable

Planificador de bajo nivel: convierte el plan de alto nivel en comandos ejecutables por el robot

Aprendizaje: aprende de experiencias pasadas para mejorar el comportamiento

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Ejemplo

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../../../../Difusión/Semana Ciencia 2012/Videos/nao-pelea.avi

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