自主性架构

自主机器人为智能架构的研究提供了一个具有挑战性和理想的领域。机器人在不同和未知环境中有效执行任务的能力和鲁棒性可以评估其理性行为中的自主性。这对控制架构提出了重大要求。此外，作为可编程机器的机器人还带来了其他架构需求，例如其规格和编程的易用性和质量。本文描述了一种集成架构，允许移动机器人规划其任务—考虑时间和领域约束，执行相应的动作并实时控制其执行—同时对可能事件做出反应。总体架构由三个层次组成：决策层、执行层和功能层。后者由嵌入传感器数据处理和效应器控制功能的模块组成。决策层是以目标和事件驱动的，可能根据应用有多个层次；其基本结构是一个规划者/监督者对，使架构能够整合思考和反应。所提出的架构自然依赖于多个表示、编程范式和处理方法，以满足每个层次的精确要求。作者开发了适当的工具以满足这些规格并实现架构的每一层：一个时间规划器IxTeT；用于任务细化和监督的程序系统PRS；用于功能层的反应控制的Kheops；以及用于该层模块规范和集成的GenoM。通过这些工具，系统反应部分的时间和逻辑属性的验证也得到了展示。该架构的实例已集成到多个室内和室外机器人中。提供并分析了来自实际实验的示例。