Behavior-based connectivity control for robot networks

Introduction. In this article, we address the problem in which a Multi-robot System (MRS), conforming a Mobile Ad-hoc Network (MANET), has to reach a given goal while maintaining a connected topology with a fixed Base Station (BS). Objective. To design a connectivity control reactive algorithm for a MRS in a goal seek mission. Materials and Methods. Based in the work proposed in (Antonelli, Arrichiello, Chiaverini, & Setola, 2006), an algorithm is proposed that incorporates a Depth First Search (DSF) and implements a set of behavior-based task functions. Moreover, robots can take the role of explorers or relays. Results. The algorithm is validated through computer simulations in a scenario like the one found in (Antonelli, Arrichiello, Chiaverini, & Setola, 2006), but varying the position of the goal. Results show the affectivity of the proposed algorithm. Conclusions. Improvements included in the proposed algorithm provide better flexibility and robustness by allowing the robots to take different roles. Furthermore, the MRS connectivity is maintained even if the goal is farther than the distance it can reach.
Introdução. No presente artigo se aborda o problema no qual um sistema de múltiplos robôs (MRS), que conforma uma Rede Ad-Hoc Móvel (MANET), deve chegar a um ponto determinado, enquanto mantém uma topologia conectada com uma estação baseie (BS) fixa. Objetivo. Desenhar um algoritmo reativo de controle de conectividade para um MRS numa missão de chegar à meta. Materiais e métodos. Com base no trabalho proposto em (Antonelli, Arrichiello, Chiaverini, & Setola, 2006), propõe-se um algoritmo que incorpora uma busca em profundidade (DSF) e implementa uma série de funções de tarefa baseadas em comportamentos. Ademais, os robôs podem tomar o papel de exploradores ou repetidores. Resultados. O algoritmo é validado por meio de simulações num palco similar ao encontrado em (Antonelli, Arrichiello, Chiaverini, & Setola, 2006), mas variando a posição da meta. Os resultados mostram a efetividade do algoritmo proposto. Conclusões. As melhoras inclusas no algoritmo proposto permitem uma maior flexibilidade e robustez ao permitir do que os robôs possam tomar diferentes papéis. Também, a conectividade do MRS se mantém ainda se a meta está além da distância do que este pode atingir.
Introducción. En el presente artículo se aborda el problema en el cual un sistema de múltiples robots (MRS), que conforma una Red Ad-Hoc Móvil (MANET), debe llegar a un punto determinado, mientras mantiene una topología conectada con una estación base (BS) fija. Objetivo. Diseñar un algoritmo reactivo de control de conectividad para un MRS en una misión de llegar a la meta. Materiales y métodos. Con base en el trabajo propuesto en (Antonelli, Arrichiello, Chiaverini, & Setola, 2006), se propone un algoritmo que incorpora una búsqueda en profundidad (DSF) e implementa una serie de funciones de tarea basadas en comportamientos. Además, los robots pueden tomar el rol de exploradores o repetidores. Resultados. El algoritmo es validado por medio de simulaciones en un escenario similar al encontrado en (Antonelli, Arrichiello, Chiaverini, & Setola, 2006), pero variando la posición de la meta. Los resultados muestran la efectividad del algoritmo propuesto. Conclusiones. Las mejoras incluidas en el algoritmo propuesto permiten una mayor flexibilidad y robustez al permitir que los robots puedan tomar diferentes roles. También, la conectividad del MRS se mantiene aún si la meta está más allá de la distancia que éste puede alcanzar.