Comportements hybrides GEF 447B Comportements hybrides Capt. Vincent Roberge

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

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

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

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

Exemple de tâche pour un robot 1) le robot est placé à l’entré d’un batiment effondré 2) le plan du batiment est chargé ainsi que l’information contextuelle 3) le robot doit chercher efficacement pour des survivant et planifier une route sécuritaire pour les travailleurs ** l’information contextuel inclue la probabilité de distribution des personnes. Que peut être accompli avec un architecture réactive? Qu’est-ce qui ne peut être accompli? Path planning, handling detours due to blockage, map making, learn from past rescues

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Paradigme Hybride Délibératif / Réactif Années 1990: orientation change - réalise qu’on a besoin de: Reprendre un module de planification, SANS déranger l’évolution du secteur réactif.

Paradigme Hybride Délibératif / Réactif Les capteurs donnent leur info aux comportements ET à un planificateur Planificateur responsable de maintenir une représentation du monde orientée pour ses propres tâches Computations rate varies: - Behaviour processing frequent (many/sec) - Planner processing slower ( < 1/sec)

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

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Architectures Hybride : Trois Architectures Hybrides qui diffèrent par rapport aux points suivants : Quelle distinction il y a-t-il entre réaction et planification (délibératif)? Comment les responsabilités sont réparties dans la structure délibératif? Comment dans l’ensemble les comportements émergent?

Architectures Hybride : Managerial: division des responsabilités en couches basée sur le niveau de contrôle (comme dans une entreprise) Ex. AuRA, SFX State Hierarchy: utilise l’état du robot pour distinguer la couche réactive et délibérative Réactif: Présent Délibérative: Passer et Future Ex. 3T (Mars ROVERs) Model-Oriented: Les modèles utilisés comme un capteur virtuel Saphira (Shakey’s direct descendents)uses Fuzzy Logic, TCA

Architectures: Composantes Communes Planificateur de Mission Interagit avec l’humain, pour recevoir des commandes et produire un plan de mission, Peut accéder aux données globales et à l’info intelligente (niveau cognitif) P.ex. “Lassie, va chercher le shérif!” Le planificateur de mission brisera cette commande en sous-tâche: Chercher pour trouver une personne L’identifier pour vérifier que c’est bien le shérif (grâce à son uniforme) Attirer son attention Le conduire au point original

Architectures: Composantes Communes Cartographe/Représentation du monde Responsable de créer, ordonner, maintenir un carte tout en maintenant l’information de l’environnement dans cette carte. Agent Séquenceur Génère un ensemble de comportement pour accomplir une sous-tâche 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) Moniteur de Performance /agent dé-conflictuel (rare)

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

Références Images et contenus pris de : Introduction to AI Robotics, R. Murphy, 2000 Behavior-Based Robotics, R. Arkin, 1998 http://www.cs.utk.edu/~parker/Courses/CS594-fall02/