Development, control and evaluation of a heterogeneous multi-agent robotic platform

Resumen

Los Sistemas Multi-Agente Robóticos (del inglés Multi-Agent Robotic System, MARS) conforman un extenso campo de investigación en diferentes dominios de aplicación ya que pueden realizar tareas complejas, aunque cada agente lleva a cabo acciones simples gracias a la cooperación entre ellos. El desarrollo de estos sistemas implica varias decisiones: el tipo de agentes, la arquitectura de control y comunicación, el entorno de operación, el sistema de posicionamiento, la tecnología utilizada en la comunicación o el algoritmo de control a implementar, entre otros. Las plataformas experimentales son herramientas esenciales para evaluar y validar en profundidad el desarrollo de MARS en un entorno controlado. El objetivo de esta tesis es el desarrollo, control y evaluación de Robotic Park, una plataforma de interiores para sistemas multi-agente enfocada a la investigación de sistemas multi-robot. Dos de sus características principales son su heterogeneidad en diferentes niveles y su flexibilidad. En primer lugar, se proporciona una descripción detallada del diseño general y funcionamiento de Robotic Park. En la plataforma, se pueden utilizar diversos modos de trabajo (en el entorno físico, en el entorno virtual o bajo un esquema híbrido) para llevar a cabo experiencias. A continuación, se presenta en detalle el modelado teórico de los robots, tanto terrestres como aéreos. Se ha demostrado la efectividad de las técnicas de control basadas en eventos para reducir las ejecuciones del controlador. Finalmente, en relación al problema del control de formaciones en MARS, se presentan varias experiencias con el fin de estudiar el rendimiento de Robotic Park en este contexto. Específicamente, se evalúa la escalabilidad, el uso de gemelos digitales en experiencias de realidad mixta, la arquitectura de control y el protocolo de comunicación.