Uma abordagem baseada em Engenharia Dirigida por Modelos e Aprendizado de Máquina Aplicado a Robôs Móveis

dc.contributor.advisor1Barreto, Raimundo da Silva
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1132672107627968eng
dc.contributor.referee1Carvalho, José Reginaldo Hughes
dc.contributor.referee2Colonna, Juan Gabriel
dc.contributor.referee3Pio, José Luiz de Souza
dc.contributor.referee4Osório, Fernando Santos
dc.creatorSilva, Edson de Araújo
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4611046818672891eng
dc.date.issued2022-12-19
dc.description.abstractThe application of mobile robots in complex environments requires a high capacity for autonomy in their decision making. The literature states that the next step in the evolution of autonomous robotic controllers is to make robots self-adaptive. In addition, advances in the field of Machine Learning are increasing, contributing to the emergence of numerous opportunities for the development of intelligent controls applied to robots. However, there are still several challenges to be faced, for example, the complexity in development, the need for reprogramming when changing aspects of the environment, the need for large amounts of data, error propagation, mapping complex states into a single robot, among others. In order to mitigate these problems, we propose a Framework, called RLoRDE (Reinforcement Learning for Robotic model-Driven Engineering), which is based on the use of Model Driven Engineering to simplify the development of robotic software, where the code is generated according to the model created by the developer following rules imposed by the metamodels developed during this thesis. A graphical tool assists in creating and transforming models to code. Reinforcement Learning methods are available where it is possible to generate training environments for missions that require flexibility to deal with the variability of the environment and promote self-adaptation. Our experiments were carried out by increasing the degree of complexity of the environment for the robot's mission. The experimental results show that the Framework RLoRDE is promising in the sense that we obtained an average 69\% mission success rate in scenarios where the robot was not trained.eng
dc.description.resumoA aplicação de robôs móveis em ambientes complexos requer uma alta capacidade de autonomia em sua tomada de decisão. A literatura afirma que o próximo passo na evolução dos controladores robóticos autônomos é tornar os robôs autoadaptativos. Além disso, os avanços no campo da Aprendizagem de Máquina está aumentando, contribuindo para o surgimento de inúmeras oportunidades para o desenvolvimento de controles inteligentes aplicados aos robôs. No entanto, ainda existem vários desafios a serem enfrentados, por exemplo, a complexidade no desenvolvimento, a necessidade de reimplementação ao mudar aspectos do ambiente, a necessidade de grandes quantidades de dados, propagação de erros, mapeamento de estados complexos em uma única missão de robô, entre outros. A fim de mitigar esses problemas, propomos um Framework, denominado RLoRDE (Reinforcement Learning for Robotic model-Driven Engineering), que se baseia na utilização da Engenharia Dirigida por Modelos para simplificar o desenvolvimento de software robótico, onde o código é gerado de acordo com o modelo criado pelo desenvolvedor seguindo regras impostas pelos metamodelos desenvolvidos durante esta tese. Uma ferramenta gráfica auxilia na criação e transformação dos modelos para o código. Métodos de Aprendizado por Reforço estão disponíveis onde é possível gerar ambientes de treinamento para missões que requerem flexibilidade para lidar com a variabilidade do ambiente e promover a autoadaptação. Nossos experimentos foram realizados aumentando o grau de complexidade do ambiente para a missão do robô. Os resultados experimentais mostram que o Framework RLoRDE é promissor no sentido de que obtivemos em média 69\% de taxa de sucesso na missão em cenários onde o robô não foi treinado.eng
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superioreng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationSILVA, Edson de Araújo. Uma abordagem baseada em Engenharia Dirigida por Modelos e Aprendizado de Máquina Aplicado a Robôs Móveis. 2022. 80 f. Tese (Doutorado em Informática) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2022.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9319
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Computaçãoeng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Informáticaeng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectAprendizado do computadorpor
dc.subjectEngenharia de software auxiliada por computadorpor
dc.subjectRobóticapor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA: CIENCIA DA COMPUTACAO: METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO: ENGENHARIA DE SOFTWAREeng
dc.subject.userRobóticapor
dc.subject.userAprendizado de Máquinapor
dc.subject.userAprendizado por Reforçopor
dc.subject.userEngenharia Dirigida por Modelopor
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/64392/Tese_EdsonSilva_PPGI.pdf.jpg*
dc.titleUma abordagem baseada em Engenharia Dirigida por Modelos e Aprendizado de Máquina Aplicado a Robôs Móveiseng
dc.title.alternativeAn Approach Based on Model Driven Engineering and Machine Learning Applied to Mobile Robotseng
dc.typeTeseeng

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