Biblioteca de navegação autónoma baseada em campos de potencial

Trabalho de Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

No contexto da inteligência artificial tem havido uma crescente ênfase no desenvolvimento de sistemas autónomos em particular para aplicações em ambientes reais, por exemplo sistemas robóticos, e para aplicações em ambientes virtuais, por exemplo jogos de computador. Dependendo das tarefas às quais um sistema autónomo se destina pode surgir a necessidade de contemplar deslocações entre dois pontos. Esta capacidade é denominada de navegação autónoma e tem sido um tema bastante abordado no âmbito da inteligência artificial, na medida em que é uma das caraterísticas que mais contribui para a autonomia de uma solução. Uma das opções para abordar o problema da navegação autónoma é a utilização de métodos baseados em campos de potencial. A principal caraterística desta abordagem consiste na atribuição de um valor de potencial aos elementos do ambiente e este ser propagado pelo ambiente gerando um campo de potencial. Este campo de potencial posteriormente possibilita a orientação do sistema autónomo no sentido de atingir os objetivos especificados. Com este projeto pretende-se o desenvolvimento de um conjunto de métodos que sigam esta abordagem e a realização de testes que evidenciem as vantagens e desvantagens de cada método. O resultado deste trabalho será a disponibilização de uma biblioteca de métodos de navegação autónoma baseados em campos de potencial.

Abstract: In the context of artificial intelligence, the development of autonomous systems in particular for applications in real environments, e.g. robotic systems, and for applications in virtual environments, e.g. computer games, has been growing over the years. Depending on the tasks that can be assigned to an autonomous system it could be necessary perform displacements between two points. This ability is called autonomous navigation and has been studied in the context of artificial intelligence and it is one of the features that most contributes to the autonomy of a solution. One option to address the problem of autonomous navigation is the use of methods based on potential fields. The main characteristic of this approach consists in assigning a potential value to the elements of the environment and generating a potential field by propagating the potential over the environment. This potential field allows autonomous system achieve specified objectives. This project aims to develop a set of methods that follow this approach and testing it. In the end it could be possible verify the advantages and disadvantages of each method. The result of this work is to deliver a library of autonomous navigation methods based on potential fields.