mestrando gabriel detoni orientador prof. dante barone controle para futebol de robôs utilizando...

Mestrando Gabriel DetoniOrientador Prof. Dante Barone

Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento ParaleloPlano de Estudos e Pesquisa (PEP)

Agenda

• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia

Agenda

• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia

Contexto

• Futebol de robôs, Robocup e a UFRGS.• Small Size é a modalidade de futebol de robôs

escolhida para o trabalho.• O que está sendo proposto e porquê?

– Processamento paralelo é acessivel.– Estudo e aplicação de técnicas novas de

programação.– Ampliação da capacidade de processamento para

controle do sistema (time).

Agenda

• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia

Desafios

• Processar informação em tempo real.• Superar oponentes.• Desenvolver e/ou aplicar técnicas novas.• Produzir resultados melhores utilizando a

infra-estrutura já existente.• Trabalhar com fluxos de dados e controle

assíncronos.

Habilitadores

• Acesso a processadores de múltiplos núcleos.• Equipe PET.• Linguagens de programação de alto nível.• Definições e código fonte de equipes

consagradas.

Agenda

• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia

Visão

• Habilitar a equipe de futebol de robôs da UFRGS para tirar proveito cedo de um futuro onde processamento paralelo passa a ser o paradigma.

Objetivos

• Propor uma arquitetura eficiente para controle orientada a processamento paralelo.

• Gerar resultados e fundamentação teórica consistentes.

• Colaborar com o desenvolvimento da equipe da UFRGS.

É!

• Definição de arquitetura para controle orientada a processamento paralelo.

• Compilação de trabalhos correlatos e técnicas de apoio.

• Prototipação e validação de uma proposta.

Não é!

• Um sistema multi-agentes.• Um software pronto para competir.• Uma nova tecnologia.

Agenda

• Visão Geral• Motivação• Objetivos• Metodologia

Proposta

• Compilar fundamentação teórica e trabalhos correlatos em processamento paralelo e IA para controle de futebol de robôs.

• Propor uma arquitetura própria para controle de futebol de robôs.

• Implementar um protótipo e analisar os resultados.

Cronograma  2009 2010Ação Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr MaiRevisão bibliográfica sobre o estado da arte em futebol de robôs.                              Revisão bibliográfica sobre o padrões técnicos recomendados para processamento paralelo de informações.                              Desenvolvimento de um simulador de futebol de robôs.                              Planejamento de uma arquitetura e sua subseqüente aplicação no desenvolvimento de um time de futebol de robôs.                              Coleta de resultados                              Reuniões Periódicas com o Prof. Orientador                              Seminário de Andamento                              Redação e revisão da dissertação                              Entregar a dissertação                              Defender a dissertação                              

  Envolvimento principal  Envolvimento secundário  Envolvimento marginal

Situação

• Alguns resultados.

Proposta inicial

• Baseada em ciclos.

• Designed for multi-core processors– The higher is the number of cores available, the

higher is parallelism achieved– Very few synchronization points– Plays, actions and activities designed for

simultaneous execution• Based on steady architecture from champion

teams

The Proposed Architecture

Game Situation

Strategy

Attack

Group

Play

Quick Pass

Pass Ball

Run Receive Ball

Actions

Pass Ball

Receive Ball

Activities

Turn Kick

Pass Ball

Dribble

Run

Go to Target

Avoid Obstacles

Receive Ball

Turn

Dribble

Receive Ball

Turn

Dribble

Pass Ball

Turn Kick

Dribble

Threads ViewPermanent Team Control Threads

GroupingStrategy

State Prediction Permanent System Threads

Activities Executor

Robot CommanderPlays Executor Actions Executor

Transient Execution Threads

Activity 1Play 1

Activity 2

Activity n

Play 2

Play n Activity 3

Action 1

Action 2

Action n

Action 3

Threads that establish the

team objectives controlling its

behavior.

Threads that control the execution of the actions and manage the results

asynchronously.

Threads that execute actions

to met team objectives.

Proposta em desenvolvimento

• Utiliza a maior parte da proposta anterior porem é baseada em eventos (estímulos).

Definitions

Activity: Respond to sensors and

provide motor commands.

One robot can perform several

activities at same time as

part of a single action

Action: Control one or more activities to perform a higher task. Activities shall

pass via stimulus, all the information the action need.

One Robot can perform one action at time.

Play: Defines what action each Robot

shall do according to a game strategy.

Strategy: Defines attack or defend behavior, group

players and set the plays each group shall perform.

Stimuli Based Architecture

Command Orchestrator

Game Monitor

Activity 1: “Robot 1 go to

ball”

Activity 2: “Robot 2 avoid

collision”

VisionMotion

30ms Dispatch Commands to robots

Read live vision information

Read produced commands that are ready.

Robot 2 position has changedBall position has changed

Asynchronous stimuli.

Stimuli Based ArchitectureGame

Monitor

Activity 1: “Robot 1 go to

ball”

Activity 2: “Robot 1 avoid

collision”

Robot 2 position has changedBall position has changed

Action 1: “Dribble”

Closer to objective Closer to objective

Stimuli Based Architecture

• Activities receive stimulus asynchronously and update their results based on that.

• While processing, no new stimulus can be received. The receiver is saturated.

• As soon as possible new stimuli will be processed

Stimuli Based ArchitectureGame

Monitor

Activity 1: “Robot 1 go to

ball”

Activity 2: “Robot 1 avoid

collision”

Robot 2 position has changedBall position has changed

Action 1: “Dribble”

Closer to objective Closer to objective

Play 1: “Individual

Attack”

Stimuli Based Architecture

Action 1: “Dribble”

Lost ball

Action 2: “Support dribbler”

Strategy: “Attack”

Failed

Stimuli

Sensor

Processor 1

Ball Moved

Ball Moved

Robot 1 Moved

React Robot Moved

React Ball Moved

Processor 2

React Ball Moved

There is one listener for

each stimulus.

Stimuli

Sensor

Processor 1

React Robot Moved

React Ball Moved

Processor 2

React Ball Moved

Stimuli

Sensor

Processor 1

React Robot Moved

React Ball Moved

Processor 2

React Ball Moved

Ball Moved

Stimulus received while

thread is waiting will overwrite the old ones

Demonstração

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