Diseñó un sistema de guía de múltiples drones de superficie acuática utilizando información dinámica

«Sistema de Guía de Múltiples Drones de Superficie Acuática utilizando Información Dinámica», se denomina la presentación del Trabajo Final de Grado (TFG) que presentó el ahora ingeniero Federico Daniel Peralta Samaniego, como última prueba para egresar de la carrera de Ingeniería Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La exitosa defensa del trabajo se realizó el pasado viernes 27 de Diciembre en la Institución.

En los años más recientes se ha visto la factibilidad de implementar que las tareas asignadas a un solo robot sean distribuidas en varias tareas más pequeñas o que una actividad pueda ser realizada con menor intensidad de trabajo, utilizando varios robots, preferiblemente de complejidad y costo menor, creando lo que se conoce como un Sistema Multi-Robot (SMR).

J. Ferber y otros (1999) propusieron que si en un entorno multi-agente, cada agente posee habilidades y formas de comunicación, él puede trabajar cooperativamente con sus vecinos para que el “enjambre” pueda cumplir el objetivo que los agentes poseen en común. El trabajo realizado por C. Sahin (2004) consolida la teoría de la robótica de enjambre, definiendo los dominios de aplicación de ésta a: tareas peligrosas, cobertura de regiones y las que necesitan de redundancia de información. En el caso de los drones de superficie, M. Duarte y otros (2016) presentaron una de las aplicaciones más recientes de SMR de superficie, que consiste en un grupo de botes motorizados que, organizados en forma autónoma, pueden cumplir diferentes tareas cooperando entre sí a costa de que exista comunicación y cooperación entre ellos.

El Laboratorio de Sistemas Distribuidos (LSD) de la Facultad de Ingeniería se encuentra desarrollando actualmente el proyecto PINV15- 177 «Vehículo Autónomo de Superficie (ASV) para el Estudio de Calidad del Agua en Lagos y Lagunas»; el cuál se centra en diseñar e implementar el primer vehículo autónomo de superficie para el monitoreo de parámetros de la calidad del agua en lagos como el Lago Ypacaraí. Este lago presenta una notable degradación de la calidad del agua desde hace varios años según G. López y otros (2018), ya que en él se genera una alta concentración de cianobacterias que son tóxicas por lo que se debe buscar siempre la forma de mitigarlas y hacerlas desaparecer del Lago. El monitoreo propuesto en el proyecto PINV15-177 incluye obtener valores del potencial de oxidación-reducción, oxígeno disuelto, potencial de Hidrógeno y otros. Estos parámetros permiten obtener una observación sobre la calidad del agua e inferir la presencia de contaminantes, por lo que el control de estos parámetros en la extensión del lago, brinda una herramienta para solucionar la problemática.

El obejtivo del Trabajo Final de Grado presentado se concentra en expandir el trabajo propuesto por M. Arzamendia y otros (11) a un Sistema Multi Robot para poder encontrar mayor cantidad de información en menor tiempo. Utilizar sistemas multi robot para realizar tareas en forma distribuida que permita mejorar la cantidad de información obtenida en el tiempo. Se propone Sistemas de Guía, de Comunicación y Cooperación de una flota de drones que se encargarán de realizar una cobertura de área de un Lago. Sobre planificación de misión se propone obtener metas según un Proceso de Decisión de Markov Parcialmente Observable usando Monte Carlo Tree Search. Se prueban métodos de planificación de ruta como A*, Campos Potenciales y Método de la Marcha Rápida. Ademas, el Método de la Marcha Rápida al Cuadrado Actualizado. Se implementa un método descentralizado de generación de regiones (Voronoi descentralizado), y la comunicación entre vehículos. Por último, se seleccionan sistemas embebidos para su uso en Vehículos Autónomos de Superficie. El sistema de guía propuesto consta de componentes cuidadosamente seleccionados. Los componentes son implementados y se consiguen los resultados positivos esperados.

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