System Architectures for Cooperative Teams of Unmanned Aerial Vehicles Interacting Physically with the Environment

Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have become quite a useful tool for a wide range of applications, from inspection & maintenance to search & rescue, among others. The capabilities of a single UAV can be extended or complemented by the deployment of more UAVs, so multi-UAV cooperative teams are becoming a trend. In that case, as di erent autopilots, heterogeneous platforms, and application-dependent software components have to be integrated, multi-UAV system architectures that are fexible and can adapt to the team's needs are required. In this thesis, we develop system architectures for cooperative teams of UAVs, paying special attention to applications that require physical interaction with the environment, which is typically unstructured. First, we implement some layers to abstract the high-level components from the hardware speci cs. Then we propose increasingly advanced architectures, from a single-UAV hierarchical navigation architecture to an architecture for a cooperative team of heterogeneous UAVs. All this work has been thoroughly tested in both simulation and eld experiments in di erent challenging scenarios through research projects and robotics competitions. Most of the applications required physical interaction with the environment, mainly in unstructured outdoors scenarios. All the know-how and lessons learned throughout the process are shared in this thesis, and all relevant code is publicly available.Los vehículos aéreos no tripulados (UAVs, del inglés Unmanned Aerial Vehicles) se han convertido en herramientas muy valiosas para un amplio espectro de aplicaciones, como inspección y mantenimiento, u operaciones de rescate, entre otras. Las capacidades de un único UAV pueden verse extendidas o complementadas al utilizar varios de estos vehículos simultáneamente, por lo que la tendencia actual es el uso de equipos cooperativos con múltiples UAVs. Para ello, es fundamental la integración de diferentes autopilotos, plataformas heterogéneas, y componentes software -que dependen de la aplicación-, por lo que se requieren arquitecturas multi-UAV que sean flexibles y adaptables a las necesidades del equipo. En esta tesis, se desarrollan arquitecturas para equipos cooperativos de UAVs, prestando una especial atención a aplicaciones que requieran de interacción física con el entorno, cuya naturaleza es típicamente no estructurada. Primero se proponen capas para abstraer a los componentes de alto nivel de las particularidades del hardware. Luego se desarrollan arquitecturas cada vez más avanzadas, desde una arquitectura de navegación para un único UAV, hasta una para un equipo cooperativo de UAVs heterogéneos. Todo el trabajo ha sido minuciosamente probado, tanto en simulación como en experimentos reales, en diferentes y complejos escenarios motivados por proyectos de investigación y competiciones de robótica. En la mayoría de las aplicaciones se requería de interacción física con el entorno, que es normalmente un escenario en exteriores no estructurado. A lo largo de la tesis, se comparten todo el conocimiento adquirido y las lecciones aprendidas en el proceso, y el código relevante está publicado como open-source

Políticas de Copyright de Publicações Científicas em Repositórios Institucionais: O Caso do INESC TEC

A progressiva transformação das práticas científicas, impulsionada pelo desenvolvimento das novas Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), têm possibilitado aumentar o acesso à informação, caminhando gradualmente para uma abertura do ciclo de pesquisa. Isto permitirá resolver a longo prazo uma adversidade que se tem colocado aos investigadores, que passa pela existência de barreiras que limitam as condições de acesso, sejam estas geográficas ou financeiras. Apesar da produção científica ser dominada, maioritariamente, por grandes editoras comerciais, estando sujeita às regras por estas impostas, o Movimento do Acesso Aberto cuja primeira declaração pública, a Declaração de Budapeste (BOAI), é de 2002, vem propor alterações significativas que beneficiam os autores e os leitores. Este Movimento vem a ganhar importância em Portugal desde 2003, com a constituição do primeiro repositório institucional a nível nacional. Os repositórios institucionais surgiram como uma ferramenta de divulgação da produção científica de uma instituição, com o intuito de permitir abrir aos resultados da investigação, quer antes da publicação e do próprio processo de arbitragem (preprint), quer depois (postprint), e, consequentemente, aumentar a visibilidade do trabalho desenvolvido por um investigador e a respetiva instituição. O estudo apresentado, que passou por uma análise das políticas de copyright das publicações científicas mais relevantes do INESC TEC, permitiu não só perceber que as editoras adotam cada vez mais políticas que possibilitam o auto-arquivo das publicações em repositórios institucionais, como também que existe todo um trabalho de sensibilização a percorrer, não só para os investigadores, como para a instituição e toda a sociedade. A produção de um conjunto de recomendações, que passam pela implementação de uma política institucional que incentive o auto-arquivo das publicações desenvolvidas no âmbito institucional no repositório, serve como mote para uma maior valorização da produção científica do INESC TEC.The progressive transformation of scientific practices, driven by the development of new Information and Communication Technologies (ICT), which made it possible to increase access to information, gradually moving towards an opening of the research cycle. This opening makes it possible to resolve, in the long term, the adversity that has been placed on researchers, which involves the existence of barriers that limit access conditions, whether geographical or financial. Although large commercial publishers predominantly dominate scientific production and subject it to the rules imposed by them, the Open Access movement whose first public declaration, the Budapest Declaration (BOAI), was in 2002, proposes significant changes that benefit the authors and the readers. This Movement has gained importance in Portugal since 2003, with the constitution of the first institutional repository at the national level. Institutional repositories have emerged as a tool for disseminating the scientific production of an institution to open the results of the research, both before publication and the preprint process and postprint, increase the visibility of work done by an investigator and his or her institution. The present study, which underwent an analysis of the copyright policies of INESC TEC most relevant scientific publications, allowed not only to realize that publishers are increasingly adopting policies that make it possible to self-archive publications in institutional repositories, all the work of raising awareness, not only for researchers but also for the institution and the whole society. The production of a set of recommendations, which go through the implementation of an institutional policy that encourages the self-archiving of the publications developed in the institutional scope in the repository, serves as a motto for a greater appreciation of the scientific production of INESC TEC