HuRCAA – Cooperação Homem-Robô com Nível de Autonomia Ajustável
Tema para Dissertação de Mestrado 2014/15
Um dos maiores desafios atuais da Robótica é desenvolver robôs móveis com a capacidade de
interagirem e cooperarem com os humanos. A investigação neste âmbito, habitualmente
designada por Interação Homem-Robô, prevê 10 níveis de autonomia [1] do robô ao nível da
decisão, tais como: uma relação mestre-escravo com autonomia muito reduzida ou nula
(teleoperação) da parte do robô (níveis 1 a 3); autonomia para o robô decidir com
possibilidade do humano vetar as decisões do robô (níveis 4 a 6); ou o robô dotado de elevada
autonomia (níveis 7 a 10). O nível de autonomia desejável para o robô varia consoante a
aplicação e, habitualmente, deve poder ser ajustado de forma flexível pelo humano.
O projeto CHOPIN [2], em curso no ISR – Univ. de Coimbra, visa explorar a simbiose entre
equipas humanas e equipas de robôs no âmbito de missões de busca e salvamento em cenários
urbanos de pequena escala. É objetivo desta dissertação estudar a cooperação entre um
socorrista humano e um robô móvel na resposta a uma situação de libertação de substâncias perigosas numa instalação industrial,
na fase de reconhecimento da missão, em que os objetivos são localizar vítimas e fontes de derrame de substâncias, e aferir as
condições do cenário. Pretende-se considerar esta colaboração para os três patamares de autonomia referidos anteriormente,
devendo o nível de automomia poder ser ajustado de forma flexível pelo humano. Assume-se que o agente humano transporta
consigo um dispositivo portátil, com fucionalidades de comunicação, interação homen-máquina e reconhecimento automático de
contextos, e que o robô móvel (agente robótico) é equipado com sensores e capacidades de mapeamento, localização e
reconhecimento de contextos, executando a missão em proximidade e em linha de vista com o humano. Ambos os agentes
possuem comunicação sem fios (Wi-Fi adhoc) que permitirá ao dispositivo portátil obter a localização do humano em relação ao
agente robótico, com base no RSSI detetado pelo equipamento de rádio, bem como a sua localização absoluta. O trabalho terá
início com base em funcionalidades já implementadas em ROS [3] no decurso do projeto CHOPIN, no robô móvel (em C) e num
iPhone (em Objective-C) [2].
Palavras-chave: Interação homem-robô; Cooperação; Autonomia ajustável; Busca e salvamento; Robótica móvel; ROS.
[1] Jessie Y. C. Chen, Michael J. Barnes e Michelle Harper-Sciarini, “Supervisory Control of Multiple Robots: Human-Performance Issues and
User-Interface Design”, IEEE Tr. on Systems, Man, and Cybernetics, 41(4):435-454, Jul. 2011. DOI: 10.1109/TSMCC.2010.2056682
[2] Andrea Pinto, “iBombeiro - iDevice to Monitor and Help Firefighters”, Dissertação de Mestrado, Univ. de Coimbra, Set. 2013.
URL: http://www2.deec.uc.pt/~rprocha/CHOPIN_pubs/Pin13-MSc_thesis.pdf
(visitado em 06/06/2014)
[3] Morgan Quigley et al., “ROS: an open-source Robot Operating System”, Proc. of ICRA 2009 Workshop on Open Source Software, Kobe,
Japan, May 2009. URL: http://www.robotics.stanford.edu/~ang/papers/icraoss09-ROS.pdf
(visitado em 06/06/2014)
Plano de Trabalho
1. Familiarização com software já existente (Ubuntu, ROS, Objective-C) e hardware (robô móvel, iPhone) (1 mês);
2. Implementação e testes de um sistema de localização do agente humano com base na cooperação com o robô móvel que se
move junto do agente humano segundo o princípio leader-follower (1,5 meses);
3. Implementação e testes de funcionalidades no robô e no dispositivo portátil do humano para utilização do sistema humanorobô na fase de reconhecimento de missões de busca e salvamento, com autonomia ajustável do robô (3 meses);
4. Escrita da dissertação (2 semanas).
Orientador: Prof. Rui P. Rocha, [email protected]
URL: http://www.deec.uc.pt/~rprocha/HuRCAA_proposta_MSc.pdf