САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Математико-Механический факультет
Разработка интеллектуальной многоагентной системы адаптивных роботов для игры в футбол. Разработка модуля принятия решений, модуля анализа стратегий, модуля картины мира, драйвера базовой станции, аппаратной архитектуры роботов, командоаппарата роботов, драйвера связи роботов.
Дипломная работа студента
Коробкина А. А.
/
Разработка интеллектуальной многоагентной системы адаптивных роботов для игры в футбол. Разработка модуля динамического изменения стратегий, модуля картины мира, языка локальных стратегий, аппаратуры базовой станции, аппаратуры радиоэлектроники робота, модуля оперативного управления робота.
Дипломная работа студента
Комарова Г. М.
Научный руководитель,
профессор,
д. ф.-м. н-к
|
/ _________ /
Подпись
|
Гриничин О. Н.
|
Рецензент,
заведующий кафедрой,
профессор,
д. ф.-м. н-к
|
/ _________ /
Подпись
|
Терехов А. Н.
|
«Допустить к защите»,
заведующий кафедрой,
профессор,
д. ф.-м. н-к
|
/ _________ /
Подпись
|
Терехов А. Н.
|
Санкт-Петербург
2007
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.Введение 3
1.1. Контекст работы 3
1.2. Постановка задачи 4
1.3. Обзор литературы 5
2.1. Система в целом 7
2.2. Программное обеспечение 8
2.2.1. Модуль интерфейса с камерой 8
2.2.2. Модуль предварительной обработки 8
2.2.3. Модуль первичной обработки 9
2.2.4. Модуль картины мира 10
2.2.5. Модуль принятия решений 18
2.2.5.1. Компонент анализа стратегий 19
2.2.5.2. Компонент динамического изменения стратегий 25
2.2.6. Модуль драйвера базовой станции 27
2.3. Аппаратное обеспечение 28
2.3.1. Базовая станция 28
2.3.2. Робот 31
2.3.2.1. Процессор связи 33
2.3.2.2. Процессор управления 35
2.4. Микропрограммное обеспечение 37
2.4.1. Модуль управления базовой станцией, модуль связи с базовой станцией 38
2.4.2. Модуль управления роботом 39
2.4.2.1. Модуль командоаппарата 40
2.4.2.2. Модуль управления электромеханикой 43
3. Заключение 43
3.1. Результаты 44
3.2. Перспективы развития 45
4. Литература 46
-
Введение
Идея проведения футбольных соревнований среди роботов возникла еще в начале 90-х годов прошлого века, и с каждым годом подобные турниры привлекают к себе все больший интерес. Ежегодно свои разработки на этом мероприятии демонстрируют ученые из 200 стран. В 2002 году прошли первые состязания человекоподобных роботов. В 2050 году, по замыслу организаторов RoboCup, должен состояться первый чемпионат мира по футболу между людьми и роботами-андроидами, причем к тому времени машины будут вполне способны обыграть команду живых спортсменов.
Адаптивность информационной системы – это ее способность изменяться для сохранения своих эксплуатационных показателей в заданных пределах при изменениях внешней среды, также – это одно из качеств, которые уменьшают разрыв между понятием информационной системой и понятием живого организма. Адаптивность информационной системы сегодня – это залог успеха системы, завтра это – необходимое условие выживаемости. В информационной среде уже проходит отбор информационных систем по критерию адаптивности – какая система быстрее сможет приспособиться к новым условиям существования. Современные способы построения адаптивных информационных систем в совокупности с системным подходом позволяют не только создать информационную систему, удовлетворяющую критерию адаптивности, но такую информационную систему, которая победит.
Интеллектуальность информационной системы управления многоагентной системой роботов, как эффективность адаптивных методов анализа стратегий поведения соперника, а также адаптивность алгоритма динамического изменения стратегий – залог успеха информационной системы.
Эта работа посвящена разработке интеллектуальной многоагентной системы адаптивных роботов для игры в футбол.
1.1. Контекст работы
В рамках данной работы нами была произведена разработка программного, аппаратного и микропрограммного обеспечения для small-size лиги соревнований по футболу среди роботов RoboCup.
Поскольку ставилась задача разработать цельную систему управления адаптивными роботами, в данном проекте участвовали на разных его этапах пять человек – Комаров Глеб, Коробкин Алексей, Косырева Ольга, Данилова Юлия, Теплых Дарья. Для простоты восприятия проекта в целом, на следующем рисунке изображена структура проекта с указанием разработчиков конкретных модулей:
1.2. Постановка задачи
Основной задачей, которая ставилась перед написанием данной дипломной работы, являлась задача реализовать интеллектуальную многоагентную систему адаптивных роботов для игры в футбол. Эта система должна была удовлетворять следующим критериям:
-
адаптивность, т.е. наличие функциональности по анализу стратегии противника и изменению собственной стратегии с целью выигрыша. Это значит что:
-
система не требует вмешательства человека в процессе настройки.
-
у системы присутствует непрерывная реакция на изменяющееся окружение
-
у системы присутствует модуль анализа стратегий с достаточно эффективными методами анализа
-
у системы присутствует модуль принятия решений, который взаимодействует с модулем анализа
-
интеллектуальность, т.е. насколько эффективны методы анализа чужих стратегий и методы изменения своих стратегий
-
конкурентоспособность, т.е. наличие положительного результата по взаимодействию с другими системами
-
инновационность как признак того, что систем такого уровня и исследований раньше не производилось и не разрабатывалось
-
наукоемкость, т.е. признак того, что в работе применяется полученные в процессе обучения знания для достижения цели максимально эффективным способом. Это значит, что:
-
реализовано большое количество разнородных подходов
-
наличие научных исследований в работе
-
применено знание и использование технологий, которые потенциально могут повысить эффективность разработки
-
субъективный интерес для нас в области исследования и разработки
-
системное программирование
-
системы реального времени
-
применимость на практике, сопоставление полученного результата и потребностей общества/рынка
-
четко сформулированный результат работы
-
понимание потребностей общества/рынка
|