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Comportements hybrides Capt. Vincent Roberge. Module de comportement: Aperçue Paradigme Hiérarchique Paradigme Hiérarchique Architecture de contrôle hiérarchique.

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1 Comportements hybrides Capt. Vincent Roberge

2 Module de comportement: Aperçue Paradigme Hiérarchique Paradigme Hiérarchique Architecture de contrôle hiérarchique imbriqué Architecture de contrôle hiérarchique imbriqué Paradigme Réactif Paradigme Réactif Architecture Subsumption Architecture Subsumption Architecture Champ de Potentiel Architecture Champ de Potentiel Systèmes Hybride Systèmes Hybride

3 Aperçue Revue des limites du paradigme réactif Revue des limites du paradigme réactif Paradigme Hybride Paradigme Hybride Intro aux architectures Hybrides Intro aux architectures Hybrides

4 Limites du paradigme réactif Années 1980: tendance à faire des design avec de lintelligence artificiel en utilisant le paradigme réactif Années 1980: tendance à faire des design avec de lintelligence artificiel en utilisant le paradigme réactif Robots fonctionne en temps-réel Robots fonctionne en temps-réel Peu cher Peu cher Basé sur de petits microcontrôleurs 68HC11 … Basé sur de petits microcontrôleurs 68HC11 … Désavantages: Désavantages: PAS de planification PAS de planification PAS de mémoire PAS de mémoire PAS de raisonnement à propos des états globaux de lenvironnent (ouragan vs température local…) PAS de raisonnement à propos des états globaux de lenvironnent (ouragan vs température local…)

5 Limites du paradigme réactif Robot ne peut pas: Robot ne peut pas: Planifier une trajectoire optimale Planifier une trajectoire optimale Faire une carte Faire une carte Surveiller sa propre performance Surveiller sa propre performance Choisir le meilleure comportement pour une tâche Choisir le meilleure comportement pour une tâche Processus de Design est un art Processus de Design est un art Difficile de planifier top-down les comportements Difficile de planifier top-down les comportements Pas de méthodologie de design fixe: basé sur lexpérience de lingénieur Pas de méthodologie de design fixe: basé sur lexpérience de lingénieur

6 Exemple de tâche pour un robot 1) le robot est placé à lentré dun batiment effondré 2) le plan du batiment est chargé ainsi que linformation contextuelle 3) le robot doit chercher efficacement pour des survivant et planifier une route sécuritaire pour les travailleurs ** linformation contextuel inclue la probabilité de distribution des personnes. Que peut être accompli avec un architecture réactive? Quest-ce qui ne peut être accompli?

7 Prochain point Revue des limites du paradigme réactif Revue des limites du paradigme réactif Paradigme Hybride Paradigme Hybride Intro aux architectures Hybrides Intro aux architectures Hybrides

8 Paradigme Hybride Délibératif / Réactif Années 1990: orientation change - réalise quon a besoin de: Années 1990: orientation change - réalise quon a besoin de: 1) Reprendre un module de planification, 2) SANS déranger lévolution du secteur réactif.

9 Paradigme Hybride Délibératif / Réactif Les capteurs donnent leur info aux comportements ET à un planificateur Les capteurs donnent leur info aux comportements ET à un planificateur Planificateur responsable de maintenir une représentation du monde orientée pour ses propres tâches Planificateur responsable de maintenir une représentation du monde orientée pour ses propres tâches

10 Paradigme Hybride Délibératif / Réactif Planifier puis Capter –Agir Planifier puis Capter –Agir Planifier comment faire la mission Planifier comment faire la mission Activer les comportements appropriés nécessaires Activer les comportements appropriés nécessaires Accomplir la mission Accomplir la mission P.ex. P.ex. Plan: aller trouver une pomme verte Plan: aller trouver une pomme verte Capter et Agir: capteur et actuateur en recherche dune pomme : recherche de la pomme (champ dattraction). Capter et Agir: capteur et actuateur en recherche dune pomme : recherche de la pomme (champ dattraction).

11 Prochain point Revue des limites du paradigme réactif Revue des limites du paradigme réactif Paradigme Hybride Paradigme Hybride Intro aux architectures Hybrides Intro aux architectures Hybrides

12 Architectures Hybride : Trois Architectures Hybrides qui diffèrent par rapport aux points suivants : Trois Architectures Hybrides qui diffèrent par rapport aux points suivants : Quelle distinction il y a-t-il entre réaction et planification (délibératif)? Quelle distinction il y a-t-il entre réaction et planification (délibératif)? Comment les responsabilités sont réparties dans la structure délibératif? Comment les responsabilités sont réparties dans la structure délibératif? Comment dans lensemble les comportements émergent? Comment dans lensemble les comportements émergent?

13 Architectures Hybride : Managerial: division des responsabilités en couches basée sur le niveau de contrôle (comme dans une entreprise) Managerial: division des responsabilités en couches basée sur le niveau de contrôle (comme dans une entreprise) Ex. AuRA, SFX Ex. AuRA, SFX State Hierarchy: utilise létat du robot pour distinguer la couche réactive et délibérative State Hierarchy: utilise létat du robot pour distinguer la couche réactive et délibérative Réactif: Présent Réactif: Présent Délibérative: Passer et Future Délibérative: Passer et Future Ex. 3T (Mars ROVERs) Ex. 3T (Mars ROVERs) Model-Oriented: Les modèles utilisés comme un capteur virtuel Model-Oriented: Les modèles utilisés comme un capteur virtuel Saphira (Shakeys direct descendents)uses Fuzzy Logic, TCA Saphira (Shakeys direct descendents)uses Fuzzy Logic, TCA

14 Architectures: Composantes Communes Planificateur de Mission Planificateur de Mission Interagit avec lhumain, pour recevoir des commandes et produire un plan de mission, Interagit avec lhumain, pour recevoir des commandes et produire un plan de mission, Peut accéder aux données globales et à linfo intelligente (niveau cognitif) Peut accéder aux données globales et à linfo intelligente (niveau cognitif) P.ex. Lassie, va chercher le shérif! Le planificateur de mission brisera cette commande en sous- tâche: Le planificateur de mission brisera cette commande en sous- tâche: 1) Chercher pour trouver une personne 2) Lidentifier pour vérifier que cest bien le shérif (grâce à son uniforme) 3) Attirer son attention 4) Le conduire au point original

15 Architectures: Composantes Communes Cartographe/Représentation du monde Cartographe/Représentation du monde Responsable de créer, ordonner, maintenir un carte tout en maintenant linformation de lenvironnement dans cette carte. Responsable de créer, ordonner, maintenir un carte tout en maintenant linformation de lenvironnement dans cette carte. Agent Séquenceur Agent Séquenceur Génère un ensemble de comportement pour accomplir une sous- tâche Génère un ensemble de comportement pour accomplir une sous- tâche Gestionnaire des Ressources Gestionnaire des Ressources Allocations des ressources aux comportements; p.ex. selon les tâches, on pourrait vouloir assigner des capteurs avec différentes portés : IR(courte), Sonar (médium) et/ou vision (longue) Allocations des ressources aux comportements; p.ex. selon les tâches, on pourrait vouloir assigner des capteurs avec différentes portés : IR(courte), Sonar (médium) et/ou vision (longue) Moniteur de Performance /agent dé-conflictuel (rare) Moniteur de Performance /agent dé-conflictuel (rare)

16 En bref Questions Revue des limites du paradigme réactif Revue des limites du paradigme réactif Paradigme Hybride Paradigme Hybride Intro aux architectures Hybrides Intro aux architectures Hybrides

17 Références Images et contenus pris de : Images et contenus pris de : Introduction to AI Robotics, R. Murphy, 2000 Introduction to AI Robotics, R. Murphy, 2000 Behavior-Based Robotics, R. Arkin, 1998 Behavior-Based Robotics, R. Arkin, fall02/


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