GÖNÜLLÜ HEKİMLER TARAFINDAN DEĞERLENDİRİLEN SENARYOLAR

Um robˆo deve sempre saber o que fazer com seus atuadores, mesmo que seja ficar parado ou continuar a a¸c˜ao corrente. No modelo desenvolvido, este requisito trans- posto para o fluxo de baixo n´ıvel significa que em cada ciclo de processamento valores devem ser atribu´ıdos aos EDs associados aos atuadores do robˆo.

O projetista deve associar para cada fase um conjunto de BFs respons´avel pelo processamento de baixo n´ıvel. Como ´e visto na Se¸c˜ao 6.2.2, a informa¸c˜ao topol´ogica existente nas interconex˜oes dos BFs ´e suficiente para se gerar um escalonamento v´alido. Se um atuador n˜ao ser´a utilizado em determinada fase da miss˜ao, o projetista

Atributo da fase Valor

MISSION: M GOTOGOAL

DEFAULT PC IDCONF: CONF01

PHASE: F GOTOGOAL PC IDCONF: CONF02 .. PHASE: F GOTOGOAL PC IDCONF: CONF02 PHASE: F GETAWAY PC IDCONF: CONF03 ...

Tabela 7.14: Exemplo de associa¸c˜ao de Identificadores de Configura¸c˜ao com fases da miss˜ao.

pode opcionalmente atribuir um valor fixo ao ED associado ao atuador, de forma a estabelecer um valor default para este. Tamb´em opcionalmente, o projetista pode identificar EDs atuadores ou n˜ao que n˜ao influenciam na fase corrente, ou seja, o sucesso da execu¸c˜ao da fase corrente n˜ao depende destes elementos.

O projetista pode definir todos os BFs necess´arios para o processamento da per- cep¸c˜ao at´e a a¸c˜ao da fase. Mas ´e poss´ıvel que ele defina apenas os BFs respons´aveis pela atua¸c˜ao da fase, deixando o processamento da percep¸c˜ao parcialmente ou com- pletamente indefinido. A Figura 7.3 exemplifica este conceito. O projetista associa a fase da miss˜ao um conjunto de BFs essenciais e as transi¸c˜oes. As transi¸c˜oes est˜ao associadas a Testes, os quais por sua vez est˜ao associados a PCs e EDs. Os BFs definidos podem possuir EDs de entradas que n˜ao correspondam a sensores. Assim sendo, a defini¸c˜ao parcial dos BFs de uma fase juntamente com as transi¸c˜oes de fase determinam um conjunto de EDs os quais devem ter o seu valor produzido pelo fluxo de dados, para que a fase seja execut´avel.

Agregando sucessivamente ao conjunto, novos BFs que produzem os valores dos EDs necess´arios, ´e poss´ıvel definir um caminho de processamento que conecte os EDs perceptivos aos EDs de atuadores, criando assim um fluxo completo de processamento para a fase. A Figura 7.4 mostra uma vis˜ao geral do fluxo neste processo. Caso exista redundˆancia, podem ser gerados m´ultiplos conjuntos distintos de BFs. Cada um possui caracter´ısticas diferentes de desempenho ou confiabilidade, correspondendo a poss´ıveis configura¸c˜oes ou pol´ıticas de redundˆancia do controle adaptativo.

A composi¸c˜ao da estrutura oferece liberdade para utilizar m´ultiplas combina¸c˜oes ou alternativas de EDs e BFs para fornecer os valores dos EDs necess´arios pelos BFs associados `as fases. Esta liberdade ´e utilizada para criar as reconfigura¸c˜oes necess´arias

Figura 7.3: Estrutura de ativa¸c˜ao de baixo n´ıvel por uma fase.

para implementa¸c˜ao da tolerˆancia a falhas nos sensores ou no processamento das informa¸c˜oes.

Este processo de composi¸c˜ao do fluxo ´e simples de ser implementado, pois a es- trutura regular de defini¸c˜ao do fluxo garante isto. O objetivo ´e formar todas as combina¸c˜oes poss´ıveis de BFs que contenham os BFs j´a definidos pelo projetista co- nectados aos EDs de sensores e atuadores. Este processo de forma¸c˜ao do fluxo pode ser facilmente automatizado, mas deve respeitar a algumas regras:

• Executar sempre os BFs definidos pelo projetista para a fase. Neste caso, gerar os valores dos EDs necess´arios para execu¸c˜ao destes. Estes BFs s˜ao essenciais para uma fase.

• Gerar os valores de EDs utilizados nos testes de transi¸c˜ao da fase. • Respeitar as incompatibilidades de BFs definidas.

• Respeitar a unicidade de atribui¸c˜ao ao um ED associado a um atuador.

N˜ao ´e necess´ario gerar um valor para um atuador ao qual esteja associado um valor default para a fase.

Topologia Descri¸c˜ao

IR Utiliza apenas os sensores de proximidade por infravermelho. SN Utiliza apenas os sensores de proximidade por ultra-som (sonares). IRSN Utiliza simultaneamente os sonares e os sensores infravermelhos. IRSNM Utiliza simultaneamente os sonares, os sensores infravermelhos, e in-

forma¸c˜oes de distˆancia provenientes de um mapa de obst´aculos do am- biente constru´ıdo dinamicamente.

Tabela 7.15: Configura¸c˜oes de subfluxos equivalentes existentes na topologia do prot´otipo implementado.

• Iniciar o fluxo nos EDs associados a sensores, indicadores internos do sistema, ou EDs de mem´oria. O fluxo sempre deve acessar todos os dados necess´arios a sua execu¸c˜ao completa.

• Gerar os valores dos EDs associados a EDs de mem´oria utilizados como entradas no fluxo. Em outras palavras, se um ED de mem´oria for utilizado no fluxo, o seu valor tamb´em tem que ser obrigatoriamente produzido.

Um ponto muito importante a se perceber, ´e que todos os poss´ıveis caminhos existentes, foram definidos explicitamente na topologia de conex˜oes dos BFs pelo projetista. Embora possam existir v´arios caminhos redundantes o n´umero de pos- sibilidades normalmente ser´a pequeno para um sistema automatizado. Portanto, ´e poss´ıvel utilizar inclusive algoritmos exaustivos. Al´em disso, os subfluxos gerados ser˜ao utilizados provavelmente por v´arias fases distintas, o que permite combin´a-los facilmente no processamento de sistemas mais complexos. No desenvolvimento do prot´otipo esta etapa foi realizada manualmente, n˜ao sendo necess´ario o uso de algo- ritmos pr´oprios.

No exemplo da Figura 7.5 ´e mostrada a topologia completa do prot´otipo desen- volvido. A redundˆancia existente neste prot´otipo ´e apenas nas distˆancias obtidas dos sensores de Infravermelho e Sonares. Existe ainda a possibilidade do uso de um mapa de obst´aculos do ambiente, que oferece neste caso, uma redundˆancia de in- forma¸c˜ao de origem hist´orica. O mapa foi implementado utilizando simultaneamente as informa¸c˜oes dos sonares e dos sensores infravermelhos, e por isso s´o faz sentido uti- liz´a-lo com todos os sensores ativos. A Figura 7.6 exemplifica a redundˆancia existente na informa¸c˜ao de distˆancia de obst´aculos no prot´otipo. Neste caso, existem quatro topologias diferentes exemplificadas na Tabela 7.15 e na Figura 7.7.

O processo de constru¸c˜ao do fluxo a partir dos BFs essenciais ´e mostrado utilizando o Exemplo 7.16, no qual o BF“FollowWall” ´e essencial. A Figura 7.8 apresenta a topologia inicial a fase F GETAWAY da miss˜ao, na qual foram inclu´ıdos tamb´em os EDs necess´arios para os testes de transi¸c˜ao. As figuras seguintes (Figura 7.9 e

Figura 7.6: Exemplo de redundˆancia existente no prot´otipo.

PHASE: F GETAWAY

ESSENTIAL BFS: FollowWall

Tabela 7.16: BFs essenciais de uma fase do prot´otipo.

Figura 7.10) apresentam etapas intermedi´arias da agrega¸c˜ao sucessiva de novos BFs. A partir da topologia completa (Figura 7.5) e da defini¸c˜ao inicial de BFs essenciais (Figura 7.8) para a fase ´e poss´ıvel se obter quatro configura¸c˜oes distintas mostradas nas Figuras: Figura 7.11; Figura 7.12; Figura 7.13; e Figura 7.14.

Uma quest˜ao muito importante a ser notada ´e a ativa¸c˜ao dos BFs de Teste as- sociados aos EDs de distˆancia que possuem informa¸c˜oes redundantes. O teste im- plementado s´o faz sentido com dois ou mais valores redundantes, ou seja, associados `as configura¸c˜oes IRSN e IRSNM. Quando os teste s˜ao ativados nestas duas confi- gura¸c˜oes de fluxo s˜ao geradas mais duas possibilidades em um total de seis, como visto na Tabela 7.17.

No modelo existe a possibilidade de ativar individualmente cada um dos testes associados a cada ED de distˆancia, o que proporcionaria um total de 2 + 2 ∗ (216₎

Figura 7.7: Conjunto de adapta¸c˜oes implementadas no prot´otipo.

Figura 7.9: Primeira agrega¸c˜ao de novos BFs.

Topologia Descri¸c˜ao

IR Utiliza apenas os sensores de proximidade por infravermelho. SN Utiliza apenas os sensores de proximidade por ultra-som (sonares). IRSN Utiliza simultaneamente os sonares e os sensores infravermelhos. IRSNM Utiliza simultaneamente os sonares e os sensores infravermelhos e in-

forma¸c˜oes de distˆancia, provenientes de um mapa de obst´aculos do ambiente constru´ıdo dinamicamente.

IRSNT Utiliza simultaneamente os sonares e os sensores infravermelhos. Os teste de detec¸c˜ao de falhas nos EDs associados `as distˆancias de obst´aculos est˜ao ativos.

IRSNMT Utiliza simultaneamente os sonares e os sensores infravermelhos e in- forma¸c˜oes de distˆancia, provenientes de um mapa de obst´aculos do ambiente constru´ıdo dinamicamente. Os teste de detec¸c˜ao de falhas nos EDs associados `as distˆancias de obst´aculos est˜ao ativos. Esta configura¸c˜ao ´e mostrada na Figura 7.15.

Figura 7.15: Fluxo utilizando sensores IR, sonares, mapa e testes de detec¸c˜ao de falhas.

sentido se a redu¸c˜ao do custo de processamento em rela¸c˜ao ao ganho de confiabi- lidade for significativa. Em topologias com v´arios pontos de redundˆancia distintos e de natureza diferentes pode ser interessante esta liberdade. Por exemplo, quando um robˆo esta movimentando, os testes ativos podem ser referentes a esta a¸c˜ao, e quando ele estiver manipulando um objeto com a garra os testes interessantes podem ser outros. Vale lembrar que o c´alculo da confian¸ca associado `a fase (Se¸c˜ao 6.5.1) pode levar estas varia¸c˜oes da a¸c˜ao em considera¸c˜ao. Al´em disso, como foi dito nas Se¸c˜oes 6.3 e 6.1, podem ser inclu´ıdas nas descri¸c˜oes de BFs e EDs, restri¸c˜oes para controlar a ativa¸c˜ao parcial dos testes, por um ambiente de desenvolvimento que crie as diferentes configura¸c˜oes automaticamente.

Cada configura¸c˜ao de fluxo de processamento que possui algum caminho diferente possui tamb´em caracter´ısticas pr´oprias de desempenho e confiabilidade. `A medida que a redundˆancia aumenta o custo de processamento tamb´em aumenta, pois a quantidade de informa¸c˜ao processada ´e maior. No exemplo anterior do prot´otipo, fica claro que uma configura¸c˜ao de fluxo, representada pelo escalonamento3_{de BFs, pode ter muitos}

caminhos iguais se comparado a outros fluxos, podendo inclusive existir subconjuntos. O modelo define tamb´em uma miss˜ao de sistema (Se¸c˜ao 7.4) que ser´a integrada ao demais miss˜oes definidas pelo projetista. As fases desta miss˜ao especial tamb´em s˜ao implementadas por escalonamentos de BFs, que devem ser totalmente definidos. Neste caso, n˜ao ha possibilidade de se criar adapta¸c˜oes para estas fases espec´ıficas.