Controllo ottimo di sciami di agenti mediante Descriptor Functions Framework e validazione sperimentale

Lo sviluppo di sistemi multi-agente, riconfigurabili per l'esecuzione di task differenti, è un tema di particolare interesse all'interno della comunità scientifica. A partire dallo studio dei comportamenti animali, in cui la cooperazione fra i vari elementi del gruppo permette di raggiungere obbiettivi al di sopra delle capacità del singolo, sono state sviluppate molte teorie e tecniche che permettono di coordinare squadre di robot. In questa tesi è stato utilizzato ed ampliato il Framework delle Funzioni Descrittive che permette il controllo di sciami di agenti eterogenei. La tecnica di controllo proposta, descrivendo analiticamente il sensore o il carico pagante montato su ogni agente, permette di generare traiettorie che ne ottimizzano l'uso, in funzione dell'obbiettivo del task. Il Framework è stato ampliato per garantire che vengano evitate collisioni con gli ostacoli, conservando tuttavia i criteri di ottimalità. Sono stati inoltre aggiunti controlli riguardati le distanze inter-agente così da mantenere gli agenti in gruppo evitando che si scontrino tra di loro. Il lavoro svolto dimostra anche come il Framework permetta la ricerca e l'inseguimento di intrusi all'interno dell'ambiente di lavoro. E stato infine sviluppato un testbed per validare sperimentalmente i risultati teorici. Lo sciame è composto da veicoli terrestri autonomi la cui posizione, velocità e orientamento sono ottenuti tramite sensore GPS e magnetometro. Lo scambio di informazioni fra i veicoli avviene tramite rete wireless. L'accesso al mezzo avviene tramite un protocollo di tipo Time Division Multiple Access, sincronizzato sul clock del sistema GPS