Disseny d'agents físics: inclusió de capacitats específiques per a l'avaluació de l'eficiència d'accions

摘要

L'experiencia de l'autor en la tematica dagents intelligents i la seva aplicacio als robots que emulen el joc de futbol han donat el bagatge suficient per poder encetar i proposar la tematica plantejada en aquesta tesi: com fer que un complicat robot pugui treure el maxim suc de l'autoconeixement de lestructura de control inclosa al seu propi cos fisic, i aixi poder cooperar millor amb daltres agents per optimitzar el rendiment a lhora de resoldre problemes de cooperacio. Per resoldre aquesta questio es proposa incorporar la dinamica del cos fisic en les decisions cooperatives dels agents fisics unificant els mons de lautomatica, la robotica i la intelligencia artificial a traves de la nocio de capacitat: la capacitat vista com a entitat on els enginyers de control dipositen el seu coneixement, i a la vegada la capacitat vista com la utilitat on un agent hi diposita el seu autoconeixement del seu cos fisic que ha obtingut per introspeccio. En aquesta tesi es presenta l'arquitectura DPAA que s'organitza seguint una jerarquia vertical en tres nivells d'abstraccio o moduls ?control, supervisor i agent, els quals presenten una estructura interna homogenia que facilita les tasques de disseny de l'agent. Aquests moduls disposen d'un conjunt especific de capacitats que els permeten avaluar com seran les accions que s'executaran en un futur. En concret, al modul de control (baix nivell d'abstraccio) les capacitats consisteixen en parametres que descriuen el comportament dinamic i estatic que resulta d'executar un controlador determinat, es a dir, encapsulen el coneixement de l'enginyer de control. Aixi, a traves dels mecanismes de comunicacio entre moduls aquest coneixement pot anar introduint-se als mecanismes de decisio dels moduls superiors (supervisor i agent) de forma que quan els parametres dinamics i estatics indiquin que pot haver-hi problemes a baix nivell, els moduls superiors es poden responsabilitzar d'inhibir o no l'execucio d'algunes accions. Aquest proces top-down intern d'avaluacio de la viabilitat d'executar una accio determinada s'anomena proces d'introspeccio. Es presenten diversos exemples per tal d'illustrar com es pot dissenyar un agent fisic amb dinamica propia utilitzant l'arquitectura DPAA com a referent. En concret, es mostra tot el proces a seguir per dissenyar un sistema real format per dos robots en formacio de comboi, i es mostra com es pot resoldre el problema de la collisio utilitzant les capacitats a partir de les especificacions de disseny de l'arquitectura DPAA. Al cinque capitol s'hi exposa el proces d'analisi i disseny en un domini mes complex: un grup de robots que emulen el joc del futbol. Els resultats que s'hi mostren fan referencia a l'avaluacio de la validesa de l'arquitectura per resoldre el problema de la passada de la pilota. S'hi mostren diversos resultats on es veu que es possible avaluar si una passada de pilota es viable o no. Encara que aquesta possibilitat ja ha estat demostrada en altres treballs, l'aportacio d'aquesta tesi esta en el fet que es possible avaluar la viabilitat a partir de l'encapsulament de la dinamica en unes capacitats especifiques, es a dir, es possible saber quines seran les caracteristiques de la passada: el temps del xut, la precisio o inclos la geometria del moviment del robot xutador. Els resultats mostren que la negociacio de les condicions de la passada de la pilota es possible a partir de capacitats atomiques, les quals inclouen informacio sobre les caracteristiques de la dinamica dels controladors. La complexitat del domini proposat fa dificil comparar els resultats amb els altres treballs. Cal tenir present que els resultats mostrats s'han obtingut utilitzant un simulador fet a mida que incorpora les dinamiques dels motors dels robots i de la pilota. En aquest sentit cal comentar que no existeixen treballs publicats sobre el problema de la passada en que es tingui en compte la dinamica dels robots. El present treball permet assegurar que la inclusio de p