Doktoraty Wydziału IET

mgr inż. Szymon Szomiński

Promotor: dr hab. inż. Aleksander Byrski, prof. n. (AGH)
Promotor pomocniczy: dr inż. Wojciech Turek (AGH)
Dyscyplina: Informatyka

Na przestrzeni lat problem planowania dla grup autonomicznych robotów stanowi tematykę wielu artykułów oraz opracowań naukowych. Wielu badaczy, zarówno z kraju jak i z zagranicy, poszukuje metod wyznaczania bezkolizyjnych trajektorii ruchu robotów w dynamicznie zmieniającym się środowisku. Konieczność bezkolizyjnego wyznaczania trajektorii ruchu zaobserwować możemy zarówno wśród zwierząt jak i ludzi.

Niepowiązane ze sobą jednostki w sposób całkowicie autonomiczny podejmują decyzje o wyborze trajektorii ruchu podczas przemieszczania się we wspólnej przestrzeni. Pomiędzy poszczególnymi uczestnikami ruchu brak jest jawnej komunikacji oraz nie występuje centralny planista koordynujący ich działania. Mimo to, duże grupy niepowiązanych ze sobą uczestników ruchu są w stanie koordynować swoje działanie uwzględniając przy wyznaczaniu trajektorii innych uczestników ruchu i wykonując jednocześnie powierzone im zadanie. Obserwacje te zainspirowały do stworzenia zdecentralizowanego algorytmu koordynacji ruchu robotów mobilnych bazującego na modelu postępowania przemieszczających się osób.

Potrzeba autonomicznej koordynacji wielu obiektów oraz ich zarządzania stawia wysokie wymagania pod względem stabilności, skalowalności oraz elastyczności podczas tworzenia tego typu rozwiązań. Zastosowanie prostych reaktywnych kontrolerów stanowi remedium spełniające nakładane na algorytm ograniczenia. Rozwiązanie dostarcza metod wyznaczających bezkolizyjną ścieżkę ruchu, bazujących na bieżącej obserwacji otoczenia robota między innymi w: otwartej przestrzeni, wąskim przejściu czy wąskim korytarzu.

Za-modelowane w kontrolerze zachowania zostały zainspirowane naturalnymi zjawiskami takimi jak: respekt do stojących wyżej w hierarchii społecznej, ustępowanie pierwszeństwa osobom wychodzącym z pomieszczenia czy ogólnie znane przepisy ruchu. Stworzone rozwiązanie zostało sprawdzone w symulacji oraz przy wykorzystaniu rzeczywistych robotów mobilnych (na stworzonej platformie Czterokołowa Autonomiczna Platforma mObilna (CAPO)). Wyniki przeprowadzonych eksperymentów zostały porównane z wynikami działania uznanej metody Reciprocal Velocity Obstacles (RVO). Zastosowany sposób koordynacji ruchu robotów daje obiecujące wyniki w rozważanych przypadkach użycia, które mogą zostać w dalszym stopniu rozwijane oraz optymalizowane

– Teza rozprawy:– Jako tezę niniejszej rozprawy doktorskiej autor przedstawia następujące twierdzenie:

Behawioralny i zdecentralizowany algorytm sterowania ruchem robotów mobilnych, oparty o zachowania inspirowane postępowaniem przemieszczających się osób, może być wykorzystany do bezpiecznego i skutecznego koordynowania ruchu grup robotów działających w dynamicznie zmiennych środowiskach.

Behawioralny algorytm koordynacji ruchu robotów mobilnych oparty na modelu postępowania przemieszczających się osób

dr hab. Stanisław Ambroszkiewicz, prof. n., Instytut Podstaw Informatyki PAN

dr hab. inż. Mariusz Zubert, prof. n., Politechnika Łódzka

Ważniejsze publikacje doktoranta:

1. S. Szomiński, W. Turek, A. Byrski. 2016. Koordynacja ruchu robotów mobilnych algorytmem inspirowanym zjawiskami społecznymi. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika, 195, (2016): 25-36.
2. S. Szomiński, Z. Kaleta, W. Turek, K. Cetnarowicz. 2015. Predictive Planning Method for Rescue Robots in Buildings. Procedia Computer Science, 76, (2015): 539-546.
3. S. Szomiński, W. Turek, M. Żabińska, K. Cetnarowicz. 2015. Multi-variant planing for dynamic problems with agent-based signal modeling. Procedia Computer Science, 51, (2015): 1033-1042.
4. S. Szomiński, W. Turek, K. Cetnarowicz. 2014. Czterokołowa autonomiczna platforma mobilna na potrzeby badań i edukacji. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika 194, (2014): 223-232.
5. S. Szomiński, A. Plichta. 2015. Mobile robot navigation algorithms based on stereovision. ECMS 2015: 29 European Conference on Modelling and Simulation, 2015, Albena (Varna), Bulgaria.
6. M. Konarski, S. Szomiński, W. Turek. 2016. Mobile robot coordination using fear modeling algorithm. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 5.2, (2016): 96.
7. S. Szomiński, K. Gadek, M. Konarski, B. Błaszczyk, P. Anielski, W. Turek. 2013. Development of a cyber-physical system for mobile robot control using erlang. Computer Science and Information Systems (FedCSIS), 2013 Federated Conference on. IEEE.
8. S. Szomiński, A. Plichta. 2015. The DDS Synthesizer (for FPGA Platform) for the Purpose of Research and Education. Schedae Informaticae, 24, (2015): 253.
9. A. Plichta, T. Gąciarz, B. Baranowski, S. Szomiński. 2014. Implementation Of The Genetic Algorithm By Means Of CUDA Technology Involved In Travelling Salesman Problem. ECMS, (2014).
10. A. Plichta, S. Szomiński. 2016. Models of IT project management implementation and maintenance. Information Systems in Management, 5.1, (2016).