Agentes de Software e
Pesquisa em Defesa
Ricardo Choren
Pesquisa em Defesa
• Projetos voltados ao ensino, à produção de pesquisas
científicas e tecnológicas e à formação de recursos humanos
qualificados na área de Defesa Nacional
• Defesa Nacional
– Conjunto de estratégias e ações para atingir ou garantir o
estado de Segurança Nacional
– Inclui duas componentes
• Defesa Militar – que consiste essencialmente na defesa contra
agressões armadas vindas do exterior do país
• Defesa Civil – que é um conceito mais amplo que inclui desde a
segurança interna e proteção civil, até à defesa econômica e
cultural do país
Ago 2009
LES/PUC-Rio
2
Áreas de pesquisa em Defesa
• Comando e controle (C2)
– Planejamento e execução de operações
– Envolve
• Planejamento de ações
• Utilização de recursos limitados
• Tempo como fator importante
• Veículo aéreo não tripulado (VANT)
– Aeronave que não necessita de pilotos embarcados para ser
guiada
– Envolve
• Controle à distância, por meios eletrônicos e computacionais, com
ou sem a intervenção humana
Ago 2009
LES/PUC-Rio
3
C2 – definições
• Comando
– Capacidade de dirigir a ação de uma determinada unidade
hierarquicamente subordinada através de ordens
• Controle
– Capacidade de uma unidade de reportar à hierarquia a qual se
subordina, sua situação, localização e ação no cumprimento de
ordens
• Comando e Controle
– É o exercício da autoridade e da direção de um comandante
propriamente designado para uma força para cumprir uma
determinada missão
– As funções de C2 são realizadas através de um arranjo de
pessoal, equipamento, comunicações, computadores,
instalações e procedimentos
Ago 2009
LES/PUC-Rio
4
Sistemas de C2
• Possibilita a execução de processos que envolvem a
necessidade de tomar decisões e controlar suas execuções
baseado em um conjunto complexo de informações que
devem ser atualizadas e precisas
• Objetivo
– Integrar e otimizar as etapas do ciclo
Observar
Agir
Orientar
Decidir
Ago 2009
LES/PUC-Rio
5
Sistemas de C2
Busca de informações políticas,
econômicas , sociais, ... , e a
subsequente propagação com o
objetivo de guiar as várias
etapas do processo.
1. Ambiente
2. Análise de
Inteligência
Sistemas e procedimentos
necessários à coleta de dados do
ambiente com o objetivo de prover
uma cobertura constante do
ambiente sobre todas as condições
Sistemas e procedimentos
necessários à dedução sobre a
ocorrência de eventos ou
3. Sensoriamento
situações significantes a partir
dos dados obtidos do ambiente
4. Processamento
e de orientações e informações
adicionais obtidas da função de
Análise de Inteligência
5. Decisão
8. Decisões de
Baixo Nível
6. Alto Nível
7. Atuação
Interface entre o o sistema que está sendo
controlado pelo chefe e o ambiente. É o meio
utilizado para influenciar ou modificar
favoravelmente o ambiente.
Ago 2009
LES/PUC-Rio
6
Sistema Operativo de Defesa Civil
Ago 2009
LES/PUC-Rio
7
Terminal
Remoto
Ago 2009
LES/PUC-Rio
8
Sistemas de C2
• Verificação de informação atualizada e precisa difícil
– Depende intensamente da entrada de dados de um operador
• Verificação real de planejamento é muito custosa
– Entender e monitorar eventos e compará-los a um
planejamento prévio requer intensa atuação humana
– Com a complexidade do planejamento de ações de comando e
controle, erros podem ocorrer
Ago 2009
LES/PUC-Rio
9
C2 – agentes de software
• Sensoriamento
– Agentes reativos para fazer sensoriamento de informações
importantes do ambiente
– Busca de outras informações (sociais, políticas, etc)
• Simulação
– Planejamento estratégico
– Execução de planejamento / adaptação
– Aprendizado (melhores práticas)
Ago 2009
LES/PUC-Rio
10
CIMOV
Ago 2009
LES/PUC-Rio
11
Unidade de comando
Ago 2009
LES/PUC-Rio
12
Unidade móvel de vigilância
Ago 2009
LES/PUC-Rio
13
VANT – definições
• VANT – Unmanned Aerial Vehicle
• Qualquer tipo de aeronave que não necessita de pilotos
embarcados para ser guiada
• Pode ser pilotada remotamente ou voar autonomamente
• Pode ser considerada dispensável
Ago 2009
LES/PUC-Rio
14
VANT – missões
• Um VANT entende missões (objetivos) como
– Fotografe a ponte na posição
• Latitude: -22.8686008453
• Longitude: -43.1741981506
– Monitore a área do Rio Paraíba do Sul em Volta Redonda
• Polígono da área
– Ataque objetos a mais de 30km/h
Ago 2009
LES/PUC-Rio
15
VANT – modelo
Dados dos
atuadores
Dados dos
sensores
Sensores
Dados
Planejador
Plano
Controle
de vôo
Controle
Atuadores
Vetor de comandos
Plano
Computador de bordo
Ago 2009
LES/PUC-Rio
16
VANT – simulador
Simulador
Emulador
de sensor
Estado
Dados dos
sensores
Controle
Modelo do VANT
Modelos
dos
atuadores
Dados dos
atuadores
Plano
Vetor de comandos
Sensores
Ago 2009
Dados
Planejador
Plano
Controle
de vôo
LES/PUC-Rio
Controle
Atuadores
17
VANT – agentes de software
• Controle de missão
– Ajudando no planejamento de missões
– Realizando tarefas repetitivas
– Apoio à decisão
• Simulação
– Vôo autônomo
– Reasoning sobre a missão
– Gerenciamento de comandos complexos (individuais ou de
grupo)
Ago 2009
LES/PUC-Rio
18
VANT – planejamento coordenado de caminho
• Problema
– VANTs precisam fotografar uma área
– VANTs sairão do ponto S e irão ao T
– Ambiente é dinâmico
• VANTs devem cooperar, compartilhando informação local
– VANTs têm recursos limitados
• Exemplos de perguntas
– Que caminhos são eficientes?
– Quantos VANTs são necessários?
Ago 2009
LES/PUC-Rio
19
VANT – planejamento coordenado de caminho
• Agentes
– Visão local do ambiente
– Agentes compartilham informação e possuem memória
• O que é observado por um agente é compartilhado com os outros
• O que já foi observado é armazenado
– Autonomia
– Pró-atividade (objetivo)
• Fotografar a área
• Minimizando o número de VANTs
• Minimizando o custo
...
Ago 2009
LES/PUC-Rio
...
20
VANT – protótipo
Ago 2009
LES/PUC-Rio
21
Outros projetos – "não Defesa"
• Futebol de robôs
– Robôs são drones
• Respondem a comandos de velocidade e rotação
– Sensoriamento do ambiente
– Comportamento autônomo
• Papéis bem definidos dentro do time
– Colaboração para alcançar os objetivos do time
Ago 2009
LES/PUC-Rio
22
Outros projetos – "não Defesa"
• Casa inteligente
– Reconhecimento de habitante
– Customização de ambiente pelo perfil
• Iluminação e temperatura
Ago 2009
LES/PUC-Rio
23
Ago 2009
LES/PUC-Rio
24