Comportement Réactif - Champs de potentiel GEF 447B Comportement Réactif - Champs de potentiel NEED to have examples of multiple sensor types, otherwise this lesson is a complete waste of time. Need to add failures of sensors. IE Time of flight echos causing problems. Capt. Vincent Roberge 2009/2010

Aperçue Revue du Paradigme Réactif Architecture Réactive ‘Champ de potentiel’ Résumé du Paradigme Réactif

Paradigme Réactif Réaction aux limites du Paradigme Hiérarchique et suite des études des comportements d’organismes simples Paradigme hiérarchique est de nature horizontal

Paradigme Réactif décomposition vertical Débute avec comportement de survie Couche supérieur peut Utilisé couche inférieur Inhibé couche inférieur Créer couche parallèle exhibant nouveau comportement Chaque couches ont un certain accès aux capteurs & actuateur Prendre pomme verte

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Architecture Réactif : Deux Approches Quand comportements multiples simultanément actifs, de nouveaux comportements peuvent émerger Subsumption : l’approche (orienté matériel) de Brooks (MIT) pour faire des robots ressemblant aux insecte Champ de potentiel :l’approche de Arkin et Payton applicable pour des implémentations logiciel

Architecture du champ potentiel : Ron Arkin utilise vecteurs pour décrire des comportements

Pour chaque comportement, le robot “sent” un vecteur ou une force Amplitude = force, intensité du stimuli, ou vitesse Direction Comportements basés sur la motion de moteurs, sont composées de champ de potentiel Visualise les “forces” comme des champ de potentiel, et chaque point de la représentation du monde donne le vecteur de force, si le robot aurait été en ce point. Les sorties des comportements sont combiné dans une sommation vectoriel.

Philosophie du champ de potentiel Diagramme de forces exercées sur un robot lorsqu’il voit un obstacle. Ex. voir obstacle (diagramme de perception) à moins de 5 m. Obstacle

5 primitives du champ de potentiel Uniform Déplacement vers un direction particulière. Répulsion Fuite (éviter des obstacles) Attraction Déplacement vers le but Perpendiculaire Déplacement dans un coulloir Tangentiel Déplacement au travers d’une porte, vers une base de rechargement (en combinaison avec d’autre champs)

Sommation des champ pour Générer des comportements but obstacle obstacle Si un robot était mis dans ce grillage de champ, il irait à tout coup vers le but et éviterait l’obstacle: Comportement 1: MOVE2GOAL Comportement 2: RUNAWAY La sortie des comportements indépendants sont des vecteurs, les 2 vecteurs sont additionner pour générer le comportement voulu.

Sommation des champ pour Générer des comportement obstacle but

Sommation des champ pour Générer des comportement Note: En b), attractive field extends for 10m Note: En a) champ répulsif sur 2m

Robot calcule le vecteur de ce point seulement quand il est à ce point Chemin choisi - Robot “sent” le vecteur à son emplacement, puis se déplace , puis “sent” le prochain vecteur, … - La vue de la grille du champ de potentiel nous permet de savoir la valeur des vecteurs de tous les cellules, mais le robot calcul seulement le vecteur de la cellule locale Robot calcule le vecteur de ce point seulement quand il est à ce point

Champ de potentiel Avantages Désavantages Facile à visualisé Les champs peuvent être paramétrées Opération Math toujours le même, avec un ‘tweaking’ du gains Désavantages Problème des minima Locaux Déplacement Jerky (oscillant) Problème Minima Local

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Résumé du Paradigme Réactif Subsumption vs Champ Potentiel Philosophie et résultats similaires (équivalents); Supporte la modularité; Décomposition des tâches en comportements Subsumption saveur hardware; Ch. Potentiel pure software Niche la technologie ciblée High: philosophie est de s’adapter au capteurs disponibles! Portabilité à d’autres domaines Seulement pour les comportements de base Subsumption difficile pour comportement haut niveau Robustesse Subsumption a une dégradation implicite gracieuse

Résumé du Paradigme Réactif Paradigme réactif: (Détecter-Agir), la détection est locale Aucune carte du monde est nécessaire Semblable aux organismes biologiques La perception est direct et rapide, le comportement finale est émergent Deux architectures possible: subsumption et champs de potentiel Subsumption et les champs de potentiels sont logiquement équivalents, mais implémenté différemment

En bref Questions Revue du Paradigme Réactif Architecture Réactive ‘Champ de potentiel’ Résumé du Paradigme Réactif Questions

Références Images et contenus pris de: Introduction to AI Robotics, R. Murphy, 2000 Behavior-Based Robotics, R. Arkin, 1998 Mobile Robots, Jones; Sections 9.4, 9.5