Robôs móveis roteadores aplicados à construção de redes ad-hoc
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Douglas Guimaraes Macharet
Luiz Chaimowicz
Mario Fernando Montenegro Campos
Luiz Chaimowicz
Mario Fernando Montenegro Campos
Resumo
A Robótica Móvel pode auxiliar no resgate em desastres, permitindo estabelecer uma rede de comunicação em ambientes sem infra-estrutura. Neste trabalho é investigado o problema de alocar um conjunto de robôs roteadores para criar uma rede ad-hoc interconectando um conjunto de clientes estáticos. A abordagem proposta é composta por duas fases. Primeiro uma árvore de Steiner é construída interconectando os clientes. Essa árvore é construída mesmo na presença de obstáculos. Na segunda fase, cada robô executa uma máquina de estados, permitindo que a rede seja instalada autonomamente. A abordagem proposta é descentralizada, autônoma e capaz de tratar fenômenos de propagação de sinal. Para validar a abordagem são utilizados uma análise teórica e experimentos reais e simulados. A análise teórica prevê um limite máximo de robôs roteadores para a criação da solução. Os experimentos reais, através da métrica de vazão da rede, validam a abordagem em ambientes reais.
Abstract
Mobile Robotics can help humanity in many tasks, including assistrescue operations in disasters. In environments with no communicationinfrastructures, it is important to establish an ad-hoc network toallow rescue teams to communicate. This work investigates the problemof deploying a set of networked robots to create an ad-hoc networkinterconnecting a set of static clients, allowing the clients tocommunicate among themselves. The proposed approach has two phases. First, a Steiner tree is built interconnecting the clients. This treeis constructed even in the presence of obstacles and, by definition,is the smallest Euclidean tree interconnecting the set of clients. Ina second phase, each robot runs a state machine, allowing the ad-hocnetwork to be created autonomously. The approach is decentralized,autonomous and able to deal with signal propagation phenomena. Wevalidate our approach though physical and simulated experiments andtheoretical analysis. The theoretical analysis provides a bound on themaximum number of networked robots to create the solution. The realexperiments, using the throughput metric, validate the approach inphysical environments.
Assunto
Sistema de comunicação móvel, Robótica, Computação
Palavras-chave
Ciência da Computação