COBAMI. Control Jerárquico Basado en Misiones

Hipersectores

Áreas de investigación

Fecha Inicio:  01/01/2012

Fecha Fin:  31/12/2014

Referencia: DPI2011-28507-C02-01/02

Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación

Participantes ai2: Albertos Pérez, Pedro; Simó Ten, José

Robots futbolistas para sistemas de control basado en misiones

Subproyecto 1: Desarrollo de controladores basados en misiones

El desarrollo de sistemas de control para procesos móviles, como es el caso de los robots móviles, de los vehículos autónomos o, en general, los sistemas distribuidos en entornos cambiantes, requieren un nuevo planteamiento de diseño: el objetivo de control no es ya la dinámica o la optimización de determinadas variables del proceso (como es el caso en los controles clásicos en bucle cerrado) sino que se pretende alcanzar un objetivo final que definimos como la misión del sistema. Esta misión se descompone en actividades elementales que se ejecutan en función de las condiciones del entorno en las que evoluciona el proceso.

El sistema de control está compuesto de un núcleo básico, denominado “kernel”, que permite garantizar el funcionamiento seguro del sistema, y una serie de alternativas de control que se activan como reacción a estímulos externos o cambios en los recursos disponibles.

Los resultados obtenidos en proyectos previos relativos a estas estructuras de control en entornos distribuidos con limitación de recursos, permiten plantear un control jerárquico basado en el cumplimiento de una misión encomendada al proceso. Cuestiones relativas a cambios de controladores, funcionamiento en modo seguro, respuesta a eventos, utilización selectiva de información y reconocimiento de situaciones forman las bases en las que se asienta este proyecto, cuyo objetivo final aplicado es el desarrollo de controladores en un sistema de vigilancia distribuido para el que se utiliza una plataforma con vehículos autónomos de la que ya se dispone de una estructura básica.

Desde un punto de vista teórico, se profundiza en temas de control basado en eventos, control con recursos limitados, fusión selectiva de información e implementación de agentes autónomos que preprocesan los datos y computan las acciones de control.

Subproyecto 2: Soporte de ejecución fiable de sistemas de control basados en misiones

Este subproyecto se centra en el estudio y desarrollo de las estructuras software e infraestructuras middleware que permitirán la ejecución de los sistemas de control basados en misiones. Fruto de los trabajos de investigación en proyectos anteriores, actualmente se dispone de un modelo de especificación de aplicaciones de control que permite la ejecución de aplicaciones de control en un entorno distribuido atendiendo a criterios de Calidad de Control y Calidad de Servicio. Aunque tanto las estrategias de control desarrolladas como la gestión dinámica de recursos necesarios para su ejecución ofrecen muchas posibilidades, los sistemas desarrollados siguiendo el modelo propuesto resultan rígidos ya que no se ha incluido en el modelo una representación de las intenciones de la aplicación de control. La inclusión de este nivel “motivacional” en el modelo conduce a la consideración de Sistemas Basados en el Comportamiento.

En este sentido se propone la extensión del modelo de aplicación de control a “Sistemas Basados en el Comportamiento” incluyendo los conceptos de “misión” del sistema, “estado motivacional” y “comportamientos” primitivos. También se pretende proporcionar un entorno de desarrollo y ejecución fiable de aplicaciones de control expresadas como sistemas basados en el comportamiento. Para ello se definirá la relación entre el “estado motivacional”, los modos sensoriales, la distribución de actividades computacionales y los recursos disponibles para establecer un posible nuevo marco de optimización. La fiabilidad de la ejecución de actividades críticas se reforzará utilizando tecnología de “sistemas particionados” como mecanismo de garantía. Los resultados se plasmarán en el desarrollo del middleware correspondiente y el ensayo con dos demostradores: Plataformas vehiculares y aéreas coordinadas y fútbol robótico con robots humanoides.

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