309 research outputs found

    Autonomous Topological Optimisation for Multi-robot Systems in Logistics

    Get PDF
    Multi-robot systems (MRS) are currently being introduced in many in-field logistics operations in large environments such as warehouses and commercial soft-fruit production. Collision avoidance is a critical problem in MRS as it may introduce deadlocks during the motion planning. In this work, a discretised topological map representation is used for low-cost route planning of individual robots as well as to easily switch the navigation actions depending on the constraints in the environment. However, this topological map could also have bottlenecks which leads to deadlocks and low transportation efficiency when used for an MRS. In this paper, we propose a resource container based Request-Release-Interrupt (RRI) algorithm that constrains each topological node with a capacity of one entity and therefore helps to avoid collisions and detect deadlocks. Furthermore, we integrate a Genetic Algorithm (GA) with Discrete Event Simulation (DES) for optimising the topological map to reduce deadlocks and improve transportation efficiency in logistics tasks. Performance analysis of the proposed algorithms are conducted after running a set of simulations with multiple robots and different maps. The results validate the effectiveness of our algorithms

    Evolution from the ground up with Amee – From basic concepts to explorative modeling

    Get PDF
    Evolutionary theory has been the foundation of biological research for about a century now, yet over the past few decades, new discoveries and theoretical advances have rapidly transformed our understanding of the evolutionary process. Foremost among them are evolutionary developmental biology, epigenetic inheritance, and various forms of evolu- tionarily relevant phenotypic plasticity, as well as cultural evolution, which ultimately led to the conceptualization of an extended evolutionary synthesis. Starting from abstract principles rooted in complexity theory, this thesis aims to provide a unified conceptual understanding of any kind of evolution, biological or otherwise. This is used in the second part to develop Amee, an agent-based model that unifies development, niche construction, and phenotypic plasticity with natural selection based on a simulated ecology. Amee is implemented in Utopia, which allows performant, integrated implementation and simulation of arbitrary agent-based models. A phenomenological overview over Amee’s capabilities is provided, ranging from the evolution of ecospecies down to the evolution of metabolic networks and up to beyond-species-level biological organization, all of which emerges autonomously from the basic dynamics. The interaction of development, plasticity, and niche construction has been investigated, and it has been shown that while expected natural phenomena can, in principle, arise, the accessible simulation time and system size are too small to produce natural evo-devo phenomena and –structures. Amee thus can be used to simulate the evolution of a wide variety of processes

    Jornadas Nacionales de Investigación en Ciberseguridad: actas de las VIII Jornadas Nacionales de Investigación en ciberseguridad: Vigo, 21 a 23 de junio de 2023

    Get PDF
    Jornadas Nacionales de Investigación en Ciberseguridad (8ª. 2023. Vigo)atlanTTicAMTEGA: Axencia para a modernización tecnolóxica de GaliciaINCIBE: Instituto Nacional de Cibersegurida

    Comparative process mining:analyzing variability in process data

    Get PDF

    LIPIcs, Volume 274, ESA 2023, Complete Volume

    Get PDF
    LIPIcs, Volume 274, ESA 2023, Complete Volum

    Comparative process mining:analyzing variability in process data

    Get PDF

    ATHENA Research Book, Volume 2

    Get PDF
    ATHENA European University is an association of nine higher education institutions with the mission of promoting excellence in research and innovation by enabling international cooperation. The acronym ATHENA stands for Association of Advanced Technologies in Higher Education. Partner institutions are from France, Germany, Greece, Italy, Lithuania, Portugal and Slovenia: University of Orléans, University of Siegen, Hellenic Mediterranean University, Niccolò Cusano University, Vilnius Gediminas Technical University, Polytechnic Institute of Porto and University of Maribor. In 2022, two institutions joined the alliance: the Maria Curie-Skłodowska University from Poland and the University of Vigo from Spain. Also in 2022, an institution from Austria joined the alliance as an associate member: Carinthia University of Applied Sciences. This research book presents a selection of the research activities of ATHENA University's partners. It contains an overview of the research activities of individual members, a selection of the most important bibliographic works of members, peer-reviewed student theses, a descriptive list of ATHENA lectures and reports from individual working sections of the ATHENA project. The ATHENA Research Book provides a platform that encourages collaborative and interdisciplinary research projects by advanced and early career researchers

    20. ASIM Fachtagung Simulation in Produktion und Logistik 2023

    Get PDF

    Cyber Threat Intelligence based Holistic Risk Quantification and Management

    Get PDF

    A Design Science Research Approach to Architecting and Developing Information Systems for Collaborative Manufacturing : A Case for Human-Robot Collaboration

    Get PDF
    Konseptointi- ja suunnitteluvaiheessa sekä valmistuksen, käytön ja kehitysprosessin aikana syntyy tietoa, jonka hyödyntämisessä on valtavaa potentiaalia liike-elämän ja tuotantoprosessien muuttamiseen. Neljännen teollisen vallankumouksen ytimessä oleva digitaalinen muutos tunnistaa tämän painottaen erityisesti tämän tiedon yhdistämistä toimintojen ja järjestelmien tukemiseksi läpi tuotteen elinkaareen, mitä kutsutaan digitaaliseksi säikeen kehykseksi (digital thread framework). Tämän väitöskirjan tavoitteena on kehittää ja käyttää yhtä tällaista viitekehystä ihmisen ja robotin yhteistoiminnan asiayhteydessä. Tämä kehys pyrkii vastaamaan merkittävään ongelmaan, joka liittyy mukautuvuuden ja joustavuuden abstrakteihin ominaisuuksiin. Nykyiset ihmisen ja robotin yhteistyöjärjestelmät (human-robot collaboration (HRC)) on rakennettu pääasiassa pysyviksi järjestelmiksi, jotka sivuuttavat ihmisten intuitiivisen toiminnan asettamalla heidän roolinsa yhteistyötehtävissä etukäteen määritellyiksi. Lisäksi järjestelmien kyky vaihtaa tuotteesta toiseen on rajoittunutta. Tämä on erityisen ongelmallista nykyisellä laajan tuotevalikoiman aikakaudella, joka johtuu asiakkaiden räätälöidyistä vaatimuksista. Tähän taustaan vastaten, tämä väitöskirja käyttää design science research methodology -menetelmää suunnitellakseen, kehittääkseen ja ottaakseen käyttöön kolme pääasiallista artefaktia ihmisen ja robotin yhteistyösolussa laboratorioympäristössä. Ensimmäinen on digitaalisen säikeen kehys (digital thread framework), joka integroi tuotesuunnitteluympäristön toimijaksi monitoimijajärjestelmään käyttäen uusimpia tietoon perustuvia suunnittelujärjestelmiä, mikä tarjoaa prosessin toimijoille pääsyn tuotesuunnittelumalleihin reaaliajassa. Toinen on lisätyn todellisuuden malli, joka tarjoaa rajapinnan kokoonpanotehtävässä yhteistyöhön osallistuvan ihmisoperaattorin ja edellä mainitun kehyksen välille. Kolmas on tukitietomalli, jota yhteistyötä tekevät toimijat käyttävät tietopohjanaan täyttääkseen yhteistyössä tapahtuvan kokoonpanon tavoitteet mukautuvasti. Näitä kehitettyjä artefakteja käytettiin kokonaisuutena tapaustutkimuksissa, jotka liittyivät aidon dieselmoottorin kokoonpanoon, ja joissa todennettiin niiden hyödyllisyys ja että ne lisäävät joustavuutta, jota varten kehys (framework) suunniteltiin. Rajauslaatikoiden näyttäminen skaalautuvana informaationa, joka hahmottaa alikokoonpanon osien geometriaa, demostroi kehitettyjen artefaktien käytettävyyttä yhteistyötä tekevien toimijoiden aikomuksia heijastavien laajennetun todellisuuden projektioiden tuottamiseksi. Yhteenvetona tämän väitöskirjan tuloksena syntyi lähestymistapa älykkään ja mukautuvan robotiikan toteuttamiseksi hyödyntäen tietovirtoja ja mallinnusta ihmisen ja robotin yhteistoiminnan kontekstissa. Teollisuuden raportoima älykkäästi mukautuvien HRC-järjestelmien puute taas toimi osaltaan motivaationa tähän väitöskirjassa tehtyyn työhön. Kun tulevaisuuden tuotteet ja tuotantojärjestelmät muuttuvat monimutkaisemmiksi, tietojärjestelmiltä odotetaan suurempaa vastuuta korvaamaan ihmisen työmuistin luontaiset rajat ja mahdollistamaan siirtyminen kohti ihmiskeskeistä valmistusta, joihin viitataan termeillä Operator 4.0 ja Industry 5.0. Näin ollen on odotettavissa, että tietojärjestelmien tutkimus, kuten tämä väitöskirja, voi auttaa ottamaan merkittäviä askeleita tähän suuntaan.Information generated from the conceptualization, design, manufacturing, and use of a product has immense potential in transforming both the business and manufacturing processes of the manufacturing enterprise. The digital transformation at the heart of the fourth industrial revolution has acknowledged this with a special emphasis on weaving a thread of this information to support functions and systems throughout the life cycle of the product with what is known as a digital thread framework. This dissertation aims to develop and use one such framework in the context of human-robot collaborative assembly. The overarching problem that the framework aims to solve can be attributed to the abstract qualities of adaptability and flexibility. The human-robot collaboration (HRC) systems of today are built predominantly as static systems and ignore the intuitive role of humans by having their roles in collaborative tasks pre-defined. Furthermore, their ability to switch between products during product changeovers is also limited. This is especially problematic in the current era of product variety, stemming from the customised requirements of customers. To this end, this dissertation employs the design science research methodology to design, develop, and deploy predominantly three artefacts in a human-robot work cell in a laboratory setting. The first is the digital thread framework that integrates the product design environment using state-of-the-art knowledge-based engineering systems, as an agent of a multi-agent system, which provide the collaborative human-robot agents with access to product design models at run time. The second is a constituent mixed-reality model that provides an interface for the foregoing framework for the human operator engaged in collaborative assembly. The third is a supporting information model that the agents use as their knowledge base to fulfil adaptively the goals of collaborative assembly. Together, these developed artefacts were employed in case studies involving a real diesel engine assembly during which they were observed to provide utility and support the cause of adaptability for which the framework was designed. The identification of bounding boxes as a scalable information construct, that approximates the part geometry of the sub-assembly components, demonstrates the utility of the developed artefacts for spatially augmenting them as projections as intentions of collaborating agents. In summary, this dissertation contributes with an approach towards realising intelligent and adaptive robotics within the realms of information flows and modelling in the context of human-robot collaboration. The lack of intelligently adaptable HRC systems reported by the industry in part motivated the work undertaken in this dissertation. As future products and production systems become more complex, information systems are expected to assume greater responsibility to compensate for the inherent limits of the human working memory and enable transition towards a human-centred manufacturing, the current likes of which are labelled as Operator 4.0 and Industry 5.0. Thus, the expectation is that information systems research, such as this dissertation, can help take significant strides forward in this direction
    corecore