Mestrando Gabriel Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Plano de Estudos e Pesquisa (PEP)

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1 Mestrando Gabriel Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Plano de Estudos e Pesquisa (PEP)

2 Agenda Visão Geral Motivação Objetivos Metodologia

3 Agenda Visão Geral Motivação Objetivos Metodologia

4 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).

5 Agenda Visão Geral Motivação Objetivos Metodologia

6 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.

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

8 Agenda Visão Geral Motivação Objetivos Metodologia

9 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.

10 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.

11 É! Definição de arquitetura para controle orientada a processamento paralelo. Compilação de trabalhos correlatos e técnicas de apoio. Prototipação e validação de uma proposta.

12 Não é! Um sistema multi-agentes. Um software pronto para competir. Uma nova tecnologia.

13 Agenda Visão Geral Motivação Objetivos Metodologia

14 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.

15 Cronograma 20092010 AçãoMarAbrMaiJunJulAgoSetOutNovDezJanFevMarAbrMai Revisão 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

16 Situação Alguns resultados.

17 Proposta inicial Baseada em ciclos.

18 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

19 Game Situation

20 Strategy Attack

21 Group

22 Play Quick Pass

23 Pass Ball Run Receive Ball Actions Pass Ball Receive Ball

24 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

25 Threads View Permanent Team Control Threads Grouping Strategy State Prediction Permanent System Threads Activities Executor Robot Commander Plays Executor Actions Executor Transient Execution Threads Activity 1 Play 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.

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

27 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. 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.

28 Stimuli Based Architecture Command Orchestrator Game Monitor Activity 1: “Robot 1 go to ball” Activity 2: “Robot 2 avoid collision” Vision Motion 30ms Dispatch Commands to robots Read live vision information Read produced commands that are ready. Robot 2 position has changed Ball position has changed Asynchronous stimuli.

29 Stimuli Based Architecture Game 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

30 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

31 Stimuli Based Architecture Game 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

32 Play 1: “Individual Attack” Stimuli Based Architecture Action 1: “Dribble” Lost ball Action 2: “Support dribbler” Strategy: “Attack” Failed

33 Stimuli Sensor Processor 1 Ball Moved Robot 1 Moved React Robot Moved React Ball Moved Processor 2 React Ball Moved There is one listener for each stimulus.

34 Stimuli Sensor Processor 1 React Robot Moved React Ball Moved Processor 2 React Ball Moved

35 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

36 Demonstração

37 Mestrando Gabriel Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Plano de Estudos e Pesquisa (PEP)