Mestrando Gabriel DetoniOrientador Prof. Dante Barone
Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento ParaleloPlano de Estudos e Pesquisa (PEP)
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia
Contexto
• Futebol de robôs, Robocup e a UFRGS.• Small Size é a modalidade de futebol de robôs
escolhida para o trabalho.• O que está sendo proposto e porquê?
– Processamento paralelo é acessivel.– Estudo e aplicação de técnicas novas de
programação.– Ampliação da capacidade de processamento para
controle do sistema (time).
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia
Desafios
• Processar informação em tempo real.• Superar oponentes.• Desenvolver e/ou aplicar técnicas novas.• Produzir resultados melhores utilizando a
infra-estrutura já existente.• Trabalhar com fluxos de dados e controle
assíncronos.
Habilitadores
• Acesso a processadores de múltiplos núcleos.• Equipe PET.• Linguagens de programação de alto nível.• Definições e código fonte de equipes
consagradas.
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia
Visão
• Habilitar a equipe de futebol de robôs da UFRGS para tirar proveito cedo de um futuro onde processamento paralelo passa a ser o paradigma.
Objetivos
• Propor uma arquitetura eficiente para controle orientada a processamento paralelo.
• Gerar resultados e fundamentação teórica consistentes.
• Colaborar com o desenvolvimento da equipe da UFRGS.
É!
• Definição de arquitetura para controle orientada a processamento paralelo.
• Compilação de trabalhos correlatos e técnicas de apoio.
• Prototipação e validação de uma proposta.
Não é!
• Um sistema multi-agentes.• Um software pronto para competir.• Uma nova tecnologia.
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia
Proposta
• Compilar fundamentação teórica e trabalhos correlatos em processamento paralelo e IA para controle de futebol de robôs.
• Propor uma arquitetura própria para controle de futebol de robôs.
• Implementar um protótipo e analisar os resultados.
Cronograma 2009 2010Ação Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr MaiRevisão bibliográfica sobre o estado da arte em futebol de robôs. Revisão bibliográfica sobre o padrões técnicos recomendados para processamento paralelo de informações. Desenvolvimento de um simulador de futebol de robôs. Planejamento de uma arquitetura e sua subseqüente aplicação no desenvolvimento de um time de futebol de robôs. Coleta de resultados Reuniões Periódicas com o Prof. Orientador Seminário de Andamento Redação e revisão da dissertação Entregar a dissertação Defender a dissertação
Envolvimento principal Envolvimento secundário Envolvimento marginal
Situação
• Alguns resultados.
Proposta inicial
• Baseada em ciclos.
• Designed for multi-core processors– The higher is the number of cores available, the
higher is parallelism achieved– Very few synchronization points– Plays, actions and activities designed for
simultaneous execution• Based on steady architecture from champion
teams
The Proposed Architecture
Game Situation
Strategy
Attack
Group
Play
Quick Pass
Pass Ball
Run Receive Ball
Actions
Pass Ball
Receive Ball
Activities
Turn Kick
Pass Ball
Dribble
Run
Go to Target
Avoid Obstacles
Receive Ball
Turn
Dribble
Receive Ball
Turn
Dribble
Pass Ball
Turn Kick
Dribble
Threads ViewPermanent Team Control Threads
GroupingStrategy
State Prediction Permanent System Threads
Activities Executor
Robot CommanderPlays Executor Actions Executor
Transient Execution Threads
Activity 1Play 1
Activity 2
Activity n
Play 2
Play n Activity 3
Action 1
Action 2
Action n
Action 3
Threads that establish the
team objectives controlling its
behavior.
Threads that control the execution of the actions and manage the results
asynchronously.
Threads that execute actions
to met team objectives.
Proposta em desenvolvimento
• Utiliza a maior parte da proposta anterior porem é baseada em eventos (estímulos).
Definitions
Activity: Respond to sensors and
provide motor commands.
One robot can perform several
activities at same time as
part of a single action
Action: Control one or more activities to perform a higher task. Activities shall
pass via stimulus, all the information the action need.
One Robot can perform one action at time.
Play: Defines what action each Robot
shall do according to a game strategy.
Strategy: Defines attack or defend behavior, group
players and set the plays each group shall perform.
Stimuli Based Architecture
Command Orchestrator
Game Monitor
Activity 1: “Robot 1 go to
ball”
Activity 2: “Robot 2 avoid
collision”
VisionMotion
30ms Dispatch Commands to robots
Read live vision information
Read produced commands that are ready.
Robot 2 position has changedBall position has changed
Asynchronous stimuli.
Stimuli Based ArchitectureGame
Monitor
Activity 1: “Robot 1 go to
ball”
Activity 2: “Robot 1 avoid
collision”
Robot 2 position has changedBall position has changed
Action 1: “Dribble”
Closer to objective Closer to objective
Stimuli Based Architecture
• Activities receive stimulus asynchronously and update their results based on that.
• While processing, no new stimulus can be received. The receiver is saturated.
• As soon as possible new stimuli will be processed
Stimuli Based ArchitectureGame
Monitor
Activity 1: “Robot 1 go to
ball”
Activity 2: “Robot 1 avoid
collision”
Robot 2 position has changedBall position has changed
Action 1: “Dribble”
Closer to objective Closer to objective
Play 1: “Individual
Attack”
Stimuli Based Architecture
Action 1: “Dribble”
Lost ball
Action 2: “Support dribbler”
Strategy: “Attack”
Failed
Stimuli
Sensor
Processor 1
Ball Moved
Ball Moved
Robot 1 Moved
React Robot Moved
React Ball Moved
Processor 2
React Ball Moved
There is one listener for
each stimulus.
Stimuli
Sensor
Processor 1
React Robot Moved
React Ball Moved
Processor 2
React Ball Moved
Stimuli
Sensor
Processor 1
React Robot Moved
React Ball Moved
Processor 2
React Ball Moved
Ball Moved
Stimulus received while
thread is waiting will overwrite the old ones
Demonstração
Mestrando Gabriel DetoniOrientador Prof. Dante Barone
Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento ParaleloPlano de Estudos e Pesquisa (PEP)
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