Ciências Exatas e Tecnológicas
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Item Cooperação humano-robô através de interações por ações(Universidade Federal de Viçosa, 2019-12-18) Carvalho, Kevin Braathen de; Brandão, Alexandre Santos; http://lattes.cnpq.br/1918730771175641A Interação Humano-Robô vem ganhando mais espaço no meio acadêmico nos últimos anos. Esta é uma área de interesse devido ao seu grande leque de aplicações, tais como busca e resgate, entretenimento, auxílio militar e policial, exploração espacial, tarefas com veículos aéreos não tripulados e robótica socialmente assistiva. O último item pode ser mais detalhado com aplicações como ajuda a idosos, pessoas física ou mentalmente debilitadas, e até mesmo suporte educacional. Esse trabalho propõe um método de reconhecimento de ações para ser utilizado como via de comunicação com uma plataforma robótica para tarefas de robótica socialmente assistiva, tais como auxiliar o usuário em carregar peso, sendo capaz de segui-lo e de ir para pontos predeterminados, enquanto desvia de obstáculos. O método proposto para interação é baseado em redes neurais artificiais e se apoia em redução da dimensionalidade da entrada pelo uso de autovalores. A base de dados utilizada é própria, devido ao fato das bases de dados encontradas na internet não possuírem classes de ações desejadas para a aplicação proposta. A validação do método se da através de comparação com o DTW (Dynamic Time Warping), tanto em desempenho simples quanto em escalabilidade. Testes online são realizados para assegurar que a base de dados não estava enviesada ou tendenciosa. Os resultados experimentais mostraram que o método de comunicação é eficaz, tendo mais de 99% de acerto nos testes online, para 5 pessoas diferentes na sua basc de dados com 10 amostras de cada pessoa para cada classe. A estratégia é escalável para novos usuários e requer um número reduzido de 5 amostras de treinamento de cada pessoa para cada classe para alcançar taxas de acerto superiores a 96%. Palavras-chave: Reconhecimento de Ações. Interação Humano-Robô. Robótica Social- mente Assistiva. Redes Neurais.Item (Re)planejamento de rotas em tempo real para missões estratégicas(Universidade Federal de Viçosa, 2021-03-04) Vasconcelos, João Vítor Rodrigues de; Brandão, Alexandre Santos; http://lattes.cnpq.br/7129881595905306Esta dissertação visa o planejamento de rotas em tempo real para guiar formações he- terogêneas do tipo estrutura virtual triangular, compostas por um veı́culo terrestre não tripulado (VTNT) e dois veı́culos aéreos não tripulados (VANTs). As formações navegam em ambientes semiestruturados e possuem estratégias tolerantes a falhas, capazes de lidar com situações de nı́vel baixo de bateria, dificuldade de comunicação entre os robôs, proble- mas mecânicos com os robôs terrestres e detecção de rota impossı́vel. Inicialmente, um planejador de caminhos baseado nos algoritmos Lifelong Planning A* (LPA*) e Dijkstra determina a rota a ser seguida por um VTNT, em um ambiente sujeito a alterações devido à inclusão de obstáculos. Na sequência, a estrutura triangular é definida e as estratégias de tolerância a falhas são apresentadas para guiar uma formação heterogênea de um VTNT e dois VANTs (um real e um virtual). Em seguida, fazendo junção das abordagens, formações heterogêneas de robôs navegam e simulam possı́veis falhas tanto no VANT como no VTNT. Por fim, as mesmas formações heterogêneas navegam em ambientes cujos mapas podem sofrer alterações e as rotas dos VTNTs devem ser replanejadas, quando necessário. Resul- tados de simulação e de experimentos reais validam as estratégias propostas e corroboram a análise teórica. Palavras-chave: Robótica Móvel. Tolerante a Falhas. Formação. Planejamento de Cami- nho. Cooperação de robôs. VANT. VTNT.