Representação de conhecimento no domínio da navegação social em robôs de serviço

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Pimentel, A. M. P.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: robôs de serviço; engenharia elétrica; navegação social; ontologia
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/4490; https://doi.org/10.31414/EE.2022.T.131424

A navegação social é uma área de pesquisa que vem crescendo nos últimos anos. Entretanto, compartilhar ambientes com o ser humano de forma socialmente aceitável ainda é um desafio tanto no ambiente doméstico quanto comercial. A precisão e a segurança são características necessárias na navegação social e constituem um desafio, no entanto, o conforto humano é o principal objetivo nas interações que envolvem seres humanos. Como contribuições deste trabalho, é proposta a representação de conhecimento no domínio da navegação social utilizando ontologia, sendo utilizada aqui para gerar camadas de mapas semânticos para a navegação de robô social. Neste trabalho é apresentado o problema atual da navegação social em robôs de serviço, os principais conceitos relacionados com esta área, uma revisão do estado da arte e é proposto um modelo de navegação social utilizando ontologia como base para representação de conhecimento neste domínio. Portanto, este trabalho tem como objetivo, especificar uma nova ontologia que possa unificar e formalizar a representação de conhecimento no domínio da navegação social encontrados na literatura, enquanto otimiza de forma incremental os métodos utilizados em ontologia aplicada na navegação de robôs móveis. Este trabalho também traz o estudo comparativo de métodos, que estão diretamente ligados à segurança, à naturalidade dos robôs e ao conforto do ser humano. Também foi aplicado um estudo de caso incremental na plataforma Home Environment Robot Assistent (HERA) promovendo uma melhor navegação social. Vários ambientes, tipos de obstáculos, pessoas simuladas de forma estática e dinâmica utilizando modelos de força social, interagindo com outras pessoas e objetos foram avaliados, variando algoritmos de planejamento local e global, e mapas de custos. Aspectos de segurança e precisão em termos de tempo e espaço estimados, assim como o respeito ao espaço pessoal foram observados. Experimentos exaustivos foram realizados para cada método ou combinação de ambiente utilizando os parâmetros otimizados de cada método em um total de 84.120 experimentos. Com esses resultados, foi possível selecionar uma configuração para este sistema de navegação, enquanto o modelo de representação de conhecimento com ontologia foi desenvolvido. Nos experimentos reais foi possível observar a influência de uma navegação comum e de uma navegação social sobre o conforto do ser humano. Ao final deste estudo, é apresentada a estrutura atual da ontologia para navegação social como contribuição para a literatura e uma navegação otimizada com base nesta ontologia aplicada a plataforma robótica HERA