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dc.creatorRohrich, Ronnier Frates-
dc.date.accessioned2021-11-11T13:38:59Z-
dc.date.available2021-11-11T13:38:59Z-
dc.date.issued2021-10-04-
dc.identifier.citationROHRICH, Ronnier Frates. Comportamento coletivo e bioinspirado para sistemas multirrobô. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26357-
dc.description.abstractThis work discusses a new collective mapping approach using autonomous mobile robots specially designed to monitor different gas concentration levels. In addition to carrying out a comprehensive mapping of internal environments, approaches involving searching for the gas source and delimitation of safe routes are also presented. Thus, aspects of collectivity in multirobot systems are widely explored, such as information sharing and efficient scalability levels. The group acts as a composite sensor that can move independently to look for an optimal detection zone. Behaviors attributed to the multi-robot system, such as the continuous autonomous search for energy sources for survival, collective decision-making, and knowledge transfer, are bioinspired by cognitive mechanisms observed in bacterial colonies. In this way, individual and collective approaches with variations in robot numbers are widely explored. The method is evaluated in a simulated environment and in a cyber-physical system specially designed to safely experiment with gases and mobile robots while reproducing the realistic dynamic behavior of the gas. Experiments are carried out to clarify the collective contributions of gas mapping, and the gas survey is compared using various mobile robots with and without collective detection. The proposed approach is evaluated in an unhealthy environment to elucidate its effectiveness. In addition to presenting the related differences between collective and individual sensory approaches, this work contributes to scalability analyzes in multi-robot systems for gas detection. Another contribution is evidenced through a simulated cyber-physical experimental system to test the performance of algorithms before applying them to practice. Furthermore, the collective approach using a multi-robot system equipped with gas sensors provides the delimitation of different gaseous regions, assigning them different tasks according to the momentary need. The collective approach seeks to optimize routes to the gas source, offering safer alternatives for accessing the environment.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectRobôs industriaispt_BR
dc.subjectGás - Medidas de segurançapt_BR
dc.subjectRobôs - Sistemas de controlept_BR
dc.subjectSensorespt_BR
dc.subjectRobóticapt_BR
dc.subjectSistemas Ciber-Físicospt_BR
dc.subjectOlfato - Automaçãopt_BR
dc.subjectRobots, Industrialpt_BR
dc.subjectGas - Security measurespt_BR
dc.subjectRobots - Control systemspt_BR
dc.subjectSensorspt_BR
dc.subjectRoboticspt_BR
dc.subjectCyber-physical systempt_BR
dc.subjectSmell - Automationpt_BR
dc.titleComportamento coletivo e bioinspirado para sistemas multirrobôpt_BR
dc.title.alternativeCollective and bioinspired behavior for multirobot systemspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoEste trabalho discute uma nova abordagem de mapeamento coletivo usando robôs móveis autô- nomos especialmente projetados para monitorar diferentes níveis de concentração de gás. Além de realizar o mapeamento amplo de ambientes internos, abordagens envolvendo busca pela fonte de gás e delimitação de rotas seguras também são apresentadas. Assim, aspectos de coletividade em sistemas multirrobô são desenvolvidos, como o compartilhamento de informações e níveis de escalabilidade eficientes. O grupo atua como um sensor composto que pode se mover de forma independente para procurar uma zona de detecção ideal. Os comportamentos atribuídos ao sistema multirrobô como a busca autônoma e continua por fontes de energia para sobrevivência, tomadas de decisões coletiva e transferência de conhecimento são bioinspirados em mecanismos cognitivos observados nas colônias de bactérias. Desta forma, abordagens individuais e coletivas com variações no números de robôs são amplamente exploradas. O método é avaliado em ambiente simulado e em um sistema ciberfísico especialmente desenvolvidos para experimentar com segurança gases e robôs móveis enquanto reproduz o comportamento dinâmico e realista do gás. Os experimentos são realizados para esclarecer as contribuições coletivas de mapeamento de gás e a pesquisa de gás é comparada por meio de vários robôs móveis com e sem detecção coletiva. A abordagem proposta é avaliada em um ambiente insalubre para elucidar sua eficá- cia. Além de apresentar as diferenças relacionadas entre as abordagens sensoriais coletivas e individuais, este trabalho contribui com análises da escalabilidade em sistemas multirrobô para detecção de gás. Outra contribuição é evidenciada através de um sistema experimental ciberfísico simulado para testar o desempenho dos algoritmos antes de aplicá-lo na prática. Além disso, a abordagem coletiva utilizando um sistema multirrobô equipado com sensores de gás proporciona a delimitação de diferentes regiões gasosas, atribuindo-lhes diferentes tarefas de acordo com a necessidade momentânea. A abordagem coletiva busca otimizar rotas para a fonte de gás, oferecendo alternativas mais seguras de acesso ao ambiente.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-4523-8536pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7247685185606377pt_BR
dc.contributor.advisor1Oliveira, Andre Schneider de-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8295-366Xpt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4006878042502781pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Lima, Jose Luis Sousa de Magalhaes-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/ 0000-0002-7158-2576pt_BR
dc.contributor.referee1Oliveira, Andre Schneider de-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8295-366Xpt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4006878042502781pt_BR
dc.contributor.referee2Fabro, Joao Alberto-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-8975-0323pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6841185662777161pt_BR
dc.contributor.referee3Almeida, Joao Paulo Lima Silva de-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1457950789991352pt_BR
dc.contributor.referee4Chaimowicz, Luiz-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-8156-9941pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4499928813481251pt_BR
dc.contributor.referee5Nievola, Julio Cesar-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0002-2212-4499pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/9242867616608986pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAISpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

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