Hybrid Control from Scratch: A Design Methodology for Assured Robotic Missions

Robotic research over the last decades have lead us to different architectures to automatically synthesise discrete event controllers and implement these motion and task plans in real-world robot scenarios. However, these architectures usually build on existing robot hardware, generating as a result solutions that are influenced and/or restricted in their design by the available capabilities and sensors. In contrast to these approaches, we propose a design methodology that, given a specific domain of application, allowed us to build the first end-to-end implementation of an autonomous robot system that uses discrete event controller synthesis to generate assured mission plans. We validate this robot system in several missions of our target domain of application

Implementación de un controlador híbrido en un sistema robótico autónomo

En este trabajo se presenta el proceso de diseño e implementación llevado a cabo para la construcción de un robot autónomo basado en controladores híbridos. Haciendo uso de la técnica de planning, se logró planificar misiones de patrullaje en zonas con y sin obstáculos (motion planning), misiones donde el robot debe emitir una alerta al ingresar a una región y misiones de ordenamiento de una caja en un entorno acotado (task planning). Se utilizó el software MTSA (The Modal Transition System Analyser) para la síntesis de controladores discretos ((correctos por construcción)) que satisfagan un modelo del sistema robótico real y las propiedades que en dicho sistema deben cumplirse. Además, se presenta una metodología que pretende sistematizar el proceso de diseño de robots basado en controladores híbridos a partir de un enfoque en el que la especificación de la misión tiene un rol central. El proceso de diseño fue validado mediante la realización de diferentes misiones con un prototipo robótico construido por manufactura aditiva (impresión 3D) y con un entorno de simulación diseñado para tal fin

Hybrid Control from Scratch: A Design Methodology for Assured Robotic Missions

Robotic research over the last decades have lead us to different architectures to automatically synthesise discrete event controllers and implement these motion and task plans in real-world robot scenarios. However, these architectures usually build on existing robot hardware, generating as a result solutions that are influenced and/or restricted in their design by the available capabilities and sensors. In contrast to these approaches, we propose a design methodology that, given a specific domain of application, allowed us to build the first end-to-end implementation of an autonomous robot system that uses discrete event controller synthesis to generate assured mission plans. We validate this robot system in several missions of our target domain of application.Sociedad Argentina de Informátic