Disciplina Curricular

Sistemas Autónomos SAut

Mestrado Bolonha em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores - MEEC 2021

Contextos

Peso

6.0 (para cálculo da média)

Pré-requisitos

Conhecimentos de algoritmia, Teoria das Probabilidades, Teoria de Sistemas, e programação em Python e/ou C++.

Objectivos

Abordam-se os conceitos fundamentais envolvidos em sistemas compostos por diversos agentes físicos com diversos graus de autonomia (sensores, processadores, actuadores, robots) distribuídos espacialmente. Descrevem-se conceitos e métodos fundamentais de auto-localização na presença de incertezas na observação e no modelo do movimento. Apresentam-se métodos de integração da informação proveniente de vários sensores, para posicionamento e representação do mapa do mundo onde os sensores estão situados, bem como métodos para a resolução de problemas em sistemas cooperativos, incluindo a percepção cooperativa e a atribuição, planeamento e coordenação de tarefas. Termina-se com conceitos fundamentais sobre arquitecturas funcionais, de software e de hardware.

Programa

1. [2 h] Introdução aos sistemas autónomos: robots móveis, redes de sensores móveis e estáticos. A incerteza em Robótica. 2. [4 h] Representação probabilística da incerteza: modelos probabilísticos de observação e ação. Inferência Bayesiana. Filtro de Bayes e seus casos particulares. 3. [6 h] Localização Bayesiana. 4. [1 h] Mapeamento probabilístico por grelha de ocupação. 5. [3 h] Localização e Mapeamento simultâneos (SLAM). 6. [6 h] Planeamento de Tarefas: planeamento clássico; planeamento sob incerteza: processos de decisão de Markov (MDPs). Aprendizagem por reforço. 7. [2 h] Representação de planos e coordenação da sua execução. Análise de desempenho. 8. [3 h] Sistemas Cooperativos: Localização e seguimento cooperativo de objectos. Integração sensorial: métodos de fusão sensorial distribuída. Atribuição, planeamento e coordenação de tarefas cooperativas. 9. [1 h] Arquitecturas funcionais, de software e de hardware.

Metodologia de avaliação

50% avaliação continua: 50% de avaliação não continua

Componente de Competências Transversais

A componente de avaliação Projecto envolve a realização de um trabalho em grupo, no qual os alunos terão que implementar, integrar, e testar um algoritmo em um robô móvel. Este trabalho envolve competências transversais de pensamento crítico (criatividade e abordagens à resolução de problemas), competências intrapessoais (produtividade e gestão do tempo, proatividade e espírito de iniciativa), e competências interpessoais (comunicação oral e escrita, e trabalho em equipa). Esta componente tem um peso de 10% na avaliação final.

Componente Laboratorial

1. [3 h] Introdução ao ROS. 2. [18 h] Projeto realizado em grupo, em torno de tópicos da UC, com progresso apresentado semanalmente. Fora do período das aulas, os estudantes têm acesso permanente ao laboratório para desenvolverem o projeto.

Componente de Programação e Computação

O projecto envolve a implementação computacional de um algoritmo, a sua integração num robô móvel, e a realização de testes sistemáticos de forma a avaliar o seu desempenho em relação aos objectivos do projecto, do ponto de vista quantitativo e qualitativo.

Princípios Éticos

Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Disciplinas Execução

2023/2024 - 2º semestre

2022/2023 - 2º semestre

2021/2022 - 2º Semestre