Comportement Réactif

- Champs de potentiel

Capt. Vincent Roberge2009/2010

Aperçue

Revue du Paradigme Réactif

Architecture Réactive ‘Champ de

potentiel’

Résumé du Paradigme Réactif

Paradigme Réactif Réaction aux limites du Paradigme

Hiérarchique et suite des études des comportements d’organismes simples

Paradigme hiérarchique est de nature horizontal

Paradigme Réactif

décomposition vertical

Débute avec comportement de survie Couche supérieur

peut Utilisé couche

inférieur Inhibé couche

inférieur Créer couche

parallèle exhibant nouveau comportement

Chaque couches ont un certain accès aux capteurs & actuateur

Prendre pomme verte

Prochain point

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Architecture Réactive ‘Champ de

potentiel’

Résumé du Paradigme Réactif

Architecture Réactif : Deux Approches

Quand comportements multiples simultanément actifs, de nouveaux comportements peuvent émerger Subsumption : l’approche (orienté

matériel) de Brooks (MIT) pour faire des robots ressemblant aux insecte

Champ de potentiel :l’approche de Arkin et Payton applicable pour des implémentations logiciel

Architecture du champ potentiel :

Ron Arkin utilise vecteurs pour décrire des

comportements

Pour chaque comportement, le robot “sent” un vecteur ou une force Amplitude = force, intensité du stimuli, ou

vitesse Direction

Comportements basés sur la motion de moteurs, sont composées de champ de potentiel

Visualise les “forces” comme des champ de potentiel, et chaque point de la représentation du monde donne le vecteur de force, si le robot aurait été en ce point. Les sorties des comportements sont combiné

dans une sommation vectoriel.

Philosophie du champ de potentiel

Diagramme de forces exercées sur un robot lorsqu’il voit un obstacle.Ex. voir obstacle (diagramme de perception) à moins de 5 m.

Obstacle

5 primitives du champ de potentiel

Uniform Déplacement vers un direction

particulière. Répulsion

Fuite (éviter des obstacles) Attraction

Déplacement vers le but Perpendiculaire

Déplacement dans un coulloir Tangentiel

Déplacement au travers d’une porte, vers une base de rechargement (en combinaison avec d’autre champs)

Sommation des champ pour Générer des comportements

but

obstacle

Si un robot était mis dans ce grillage de champ, il irait à tout coup vers le but et éviterait l’obstacle:

Comportement 1: MOVE2GOALComportement 2: RUNAWAY

La sortie des comportements indépendants sont des vecteurs, les 2 vecteurs sont additionner pour générer le comportement voulu.

obstacle

Sommation des champ pour Générer des

comportement

obstacle

but

Sommation des champ pour Générer des comportementNote: En b),

attractive field extends for 10m

Note: En a) champ répulsif sur 2m

Chemin choisi- Robot “sent” le vecteur à son emplacement, puis se déplace , puis “sent” le prochain vecteur, …- La vue de la grille du champ de potentiel nous permet de savoir la valeur des vecteurs de tous les cellules, mais le robot calcul seulement le vecteur de la cellule locale

Robot calcule le vecteur de ce point seulement quand il

est à ce point

Champ de potentiel

Avantages Facile à visualisé Les champs peuvent être paramétrées Opération Math toujours le même, avec

un ‘tweaking’ du gains Désavantages

Problème des minima Locaux

Déplacement Jerky(oscillant)

Problème Minima Local

Prochain point

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Architecture Réactive ‘Champ de

potentiel’

Résumé du Paradigme Réactif

Résumé du Paradigme Réactif

Subsumption vs Champ Potentiel Philosophie et résultats similaires

(équivalents); Supporte la modularité;

Décomposition des tâches en comportements Subsumption saveur hardware; Ch. Potentiel pure

software Niche la technologie ciblée

High: philosophie est de s’adapter au capteurs disponibles!

Portabilité à d’autres domaines Seulement pour les comportements de base Subsumption difficile pour comportement haut

niveau Robustesse

Subsumption a une dégradation implicite gracieuse

Paradigme réactif: (Détecter-Agir), la détection est locale Aucune carte du monde est nécessaire Semblable aux organismes biologiques La perception est direct et rapide, le

comportement finale est émergent Deux architectures possible: subsumption

et champs de potentiel Subsumption et les champs de potentiels

sont logiquement équivalents, mais implémenté différemment

Résumé du Paradigme Réactif

En bref

Revue du Paradigme Réactif

Architecture Réactive ‘Champ de

potentiel’

Résumé du Paradigme Réactif

Questions

Références

Images et contenus pris de: Introduction to AI Robotics, R. Murphy, 2000 Behavior-Based Robotics, R. Arkin, 1998 Mobile Robots, Jones; Sections 9.4, 9.5