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RoboCup

RoboCup. O RoboCup é uma competição internacional de robótica cujo objectivo é despertar interesse e promover investigação na área da inteligência artificial. Rescue.

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Presentation Transcript

  1. RoboCup O RoboCup é uma competição internacional de robótica cujo objectivo é despertar interesse e promover investigação na área da inteligência artificial.

  2. Rescue A RoboCupRescue League é uma expansão à competição de futebol, com um novo ênfase na investigação em áreas socialmente relevantes.

  3. O Ambiente Simulado • Modelo virtual de uma cidade • Simulação das 72 horas que sucedem uma catástrofe natural • Forças de emergência mobilizam-se de modo a minimizar a perda de vidas e os danos materiais

  4. Vista 3D de parte da cidade de Kobe (Japão) Vista 2D de parte da cidade de Foligno (Itália)

  5. Domínios do Projecto • Sistemas multi-agente • Agentes heterogéneos • Ambientes parcialmente desconhecidos • Ambientes dinâmicos

  6. Arquitectura doSistema de Simulação • Divisão em sub-módulos de simulação • Sistema de simulação com passos discretos • Em permanente desenvolvimento • Em constante crescimento

  7. Refúgio Edifícios com nível crescente de desmoronamento (1 a 4) a) Saudável b) Ferido c) Morto O refúgio (vista 2D e 3D, respectivamente) Estradas com obstrução: (1) Parcial (2) Total Civis com diferente nível de saúde Objectos do Mundo Simulado

  8. Ambulâncias Civil Soterrado Ambulância • Função: • Desenterrar agentes e levá-los ao refúgio Ambulância a resgatar um civil Civil saudável • Desafios associados: • Escalonamento de salvamentos • Estimação do tempo de vida de agentes soterrados • Coordenação entre ambulâncias • Coordenação com agentes de tipo diferente

  9. Bombeiros Edifícios em chamas Bombeiros • Função: • Apagar incêndios e/ou controlar a sua expansão Edifício a ser apagado Jacto de água • Desafios associados: • Escolha da melhor região a apagar • Escolha do melhor edifício dentro de uma região • Antecipar possíveis expansões do fogo, quer em termos de área afectada, quer a nível de vidas humanas em risco • Gestão colectiva e individual da quantidade de água nos tanques • Coordenação entre bombeiros • Coordenação com agentes de tipo diferente

  10. Polícias Polícia a desobstruir uma estrada • Função: • Desobstrução de estradas Estradas obstruídas Polícia a aproximar-se de uma obstrução • Desafios associados: • Escalonamento de estradas a desbloquear considerando agentes de emergência presos, vias principais, caminhos para incêndios e refúgios • Coordenação entre polícias • Coordenação com agentes de tipo diferente

  11. Percepção e Actuação • Existem três tipos de informação sensorial: • Visual • Audição • Recepção rádio • Um agente pode executar as seguintes acções: • Deslocar-se • Falar (voz e rádio) • Acções específicas do tipo de agente

  12. Agentes Centro e comunicação • Função: • Servir de interface de comunicação entre agentes de diferentes tipos • Tomar decisões de coordenação de agentes • Desafios associados: • Tirar partido da visão global para melhorar as decisões de alto nível • Coordenação dos agentes do mesmo tipo • Gestão das limitações de comunicação

  13. Mais informações: www.fe.up.pt/~rescue

  14. A equipa FC Portugal

  15. Estados de simulação • Devido à natureza discreta do simulador, para um agente, cada passo de simulação tem: • Fase de percepção • Fase de envio de acções • Fase de envio de mensagens É da responsabilidade de cada agente enviar as acções/mensagens antes do inicio do próximo tempo

  16. Blocos comuns aos agentes • Módulos de gestão de comunicações • Módulos de movimentação • Módulos de particionamento de mapa

  17. Funcionamento de Ambulâncias • Após fase inicial agem como uma só • Fazem o escalonamento dos agentes conhecidos e desenterram o melhor • Uma leva ao refúgio, as outras passam para o seguinte • Quando não conhecem mais civis, exploram as partes desconhecidas do mapa

  18. Ambulâncias - melhorar • Melhorar a predição do tempo de vida • Conseguir prever a influência dos incêndios nos agentes soterrados

  19. Funcionamento de Bombeiros • Ataque inicial – escolha do melhor edifício a apagar. • Formar grupos • Atribuir uma região a cada grupo • Escolha de edifícios alvo e origem • Recarregar água • Procurar incêndios • Procurar civis • Verificar saúde de civis

  20. Bombeiros - melhorar • Adicionar factores de avaliação relevantes • Ex: Definição do conceito de Bairro • Parameterizar melhor os edifícios que não vale a pena apagar • Conseguir prever melhor a evolução dos incêndios.

  21. Funcionamento de Polícias Gestão de Tarefas: • Libertar agentes • Limpar caminhos para determinada região • Limpar à volta do refúgio • Limpar caminho para determinado edifício • Limpar célula • Procurar civis na célula

  22. Polícia - melhorar • Conseguir identificar nós chave prevendo o tráfego com base na localização de civis, incêndios e refúgios

  23. Tomada de decisões • Para cada decisão existe uma fórmula • Em cada formula são considerados vários factores de decisão • Cada factor é normalizado e afectado por um coeficiente • Existem ainda factores de folga/confiança para os casos limite

  24. Configuração de Agentes • Existe um ficheiro de configuração para cada tipo de agente • Existem ficheiros de configuração específicos para certos mapas

  25. Exemplo de uma tomada de decisão Escolha do próximo edifício na fronteira de uma região a ser apagado Para cada edifício a arder na fronteira: weight = (coefc * wc + coefnn * wnn + coefdc * wdc + coefdu * wdu + coefbn * wbn + coefe * we+ coefunbarea * wpa - coefdestarea * wna); if (((Building *) (*it))->buildingAreaTotal() < param(area_limit)) weight += param(area_priority); if (((Building *) (*it))->fieryness() == 1) weight += param(one_fieryness_priority); if (((Building *) (*it))->fieryness() == 2) weight += param(two_fieryness_priority);

  26. Exemplo de uma tomada de decisão (cont) Cálculo de um sub-peso: wc = (double)(civNum - mincn) / (maxcn - mincn + 1E-6); wc *= (int) ((civNum - 1) / acn) + 1;

  27. Exemplo de pesos em Polícias • ProcessCell=5 • FreeAgent=180 • ClearPath=30 • ClearToBuilding=10 • ClearAroundBuilding=15 • SearchCellForCivilian=1

  28. Mais informações: www.fe.up.pt/~rescue

  29. FCPx • FC Portugal eXtended Freiburg Viewer • Ferramenta para análise de resultados • Comparação entre diferentes equipas • Comparação entre estratégias, abordagens e/ou parâmetros de agentes na mesma equipa

  30. Avaliação competitiva • V – Score • P – Número de agentes vivos • S – Somatório da saúde de todos os agentes vivos • Sint – Somatório da saúde de todos os agentes no início da simulação • B – Área total de edifícios não danificada • Bint – Área total não danificada no início da simulação

  31. Novos parâmetros de avaliação Necessários para: • Avaliar pequenas melhorias • Contrariar a natureza estocástica do simulador • Comparações precisas entre agentes de diferentes equipas • Avaliação de aspectos precisos de um agente • Identificar as principais falhas de uma equipa

  32. Final do Campeonato Europeu

  33. Usando o FCPx...

  34. Análise Comparativa • Em tabelas...

  35. E em gráficos... FC Portugal MRL

  36. Mais informações: www.fe.up.pt/~rescue/FCPx

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