RobotShepherding – Teleoperation of a fleet of robots through a Smartphone

Abstract

In tasks performed by mobile cooperative robots it is convenient to ensure that their movement follows a certain geometric pattern, for example, in situations in which a user wishes to command a group of robots in order to transport them from a location to another. To do so, a user commands the group as a whole focusing his/her attention on a single robot that is seen as the leader of the formation, following what is called formation control. The results of a work developed last year, regarding this particular area, are the starting point of this thesis. However, it is now intended to explore the usefulness and benefits of using an Android-based smartphone to interact with the leader and consequently, the other robots of the group. The improvement and refinement of existing interfaces and the further development of new interfaces that provide substantially better forms of interaction for each and every user of the Android application is now the prime focus. It is expected that the user is able to control not only the movement but also the geometric pattern of the formation without having to stop the navigation process. The system should be protected against collisions when robots move towards detected obstacles and provide feedback to the user, through the smartphone, regarding these incidents. The interfaces aim at exploring different interactions between the user and the smartphone, allowing the creation of a mobile application that can be adjusted to each user's preferences.

Em tarefas realizadas por robôs móveis cooperativos é conveniente garantir que a movimentação dos robôs é feita segundo um determinado padrão geométrico, por exemplo, em situações em que um utilizador humano pretende comandar um grupo de robôs para transportá-los de um local para outro. Para tal, o utilizador comanda o grupo como um todo, focando a sua atenção num robô que assume o papel de líder da formação, adotando assim dinâmicas de controlo de formação. A presente dissertação tem como base os resultados de um trabalho desenvolvido no âmbito desta área no passado ano letivo. No entanto, pretende-se agora explorar a utilização de um smartphone Android na interação que é feita com o robô líder e, consequentemente, com os restantes robôs da formação. Procura-se aperfeiçoar as formas de interação existentes e criar novas interfaces que contribuam para melhorar de forma significativa a interação do utilizador com a frota de robôs e ir assim ao encontro das necessidades e preferências de cada utilizador. Além de poder controlar o movimento, espera-se que o utilizador possa escolher o tipo de formação da frota a partir do smartphone, sem necessidade de interromper o movimento. O sistema deve ainda estar protegido contra possíveis colisões quando os robôs se movem em direção a obstáculos detetados, alertando o utilizador para esse efeito, através do smartphone. As interfaces pretendem explorar diferentes interações entre o utilizador e o smartphone, permitindo a criação de uma aplicação móvel que se ajusta às preferências de cada utilizador.