Ideas para Proyectos de Grado 2013
Redes, Arquitectura, Sistemas Operativos, Robótica y
afines
Algunas
ideas de proyectos de grado de los docentes del Depto. Arq./Grupo MINA del INCO
para 2013:
Simulador NS-3 distribuido
NS-3 es un simulador de redes ampliamente
utilizado en ambientes académicos. En el grupo lo usamos para prototipar
protocolos en escenarios de redes fijas e inalámbricas, que usualmente incluyen
a cientos de nodos móviles; las simulaciones suelen tardar del orden de varios
dias a semanas. Durante 2012 construyó una primera versión paralela del
simulador que permite aprovechar la capacidad de cómputo del Cluster de
FING para algunos escenarios. Se propone continuar este trabajo para
agregarle capacidades a la versión paralela del simulador.
Docentes: Javier Baliosian, Eduardo Grampín.
Herramientas de Gestión del Laboratorio Académico
de Redes (LAR)
Este laboratorio cuenta con 60 routers que
permiten realizar pruebas de protocolos y aplicaciones en topologías. Durante
2012 se desarrollaron algunas herramientas de gestión que permitan definir y
configurar topologías, asignar protocolos de routing intra e inter dominio, monitorizar
el estado de algunas variables de interés, entre otras tareas. Se propone
continuar este trabajo para agregarle capacidades a la gestión del LAR.
Docentes: Eduardo Grampín, Javier Baliosian.
Planificación de estrategias de escalabilidad
para Sistemas Autónomos de Internet
Los Sistemas Autónomos de gran tamaño utilizan
protocolos intra-dominio (p.ej. OSPF, IS-IS), pero también Internal BGP (es
decir, BGP dentro del AS) para encontrar los mejores caminos desde cualquier
router del AS. Esto genera problemas de escalabilidad, y una solución posible
es utilizar routers que cumplen la función de Reflectores de Rutas (Route
Reflectors). Durante 2012 se desarrollaron algoritmos de localización de estos
RRs, y en este proyecto se busca desarrollar estrategias de escalabilidad
utilizando la salida de los algoritmos mencionados para establecer diversos
escenarios de simulación. Para la realización del proyecto se utilizan datos
reales de Internet y simuladores; se prevé asimismo hacer una prueba de concepto
en el LAR sobre routers reales.
Docente: Eduardo Grampín.
Cooperación y coordinación entre robots
Los sistemas multi robots permiten mejorar el
rendimiento y la tolerancia a fallas respecto a los sistemas compuestos de un
único robot monolítico. Existen dos tipos de cooperación, la robótica colectiva
y la robótica cooperativa. En ambos casos se desea
obtener un comportamiento de grupo a partir de los comportamientos
individuales. La robótica colectiva, también conocida como swarm robotics (enjambres robóticos),
suele
caracterizarse por el control distribuido de robots homogéneos. En este caso,
la dinámica colectiva deseada se obtiene como una propiedad emergente de
comportamientos simples y la interacción local entre robots. Los sistemas
biológicos presentes en la naturaleza y más precisamente las sociedades de
animales (insectos, mamíferos, etc) constituyen la fuente de inspiración más
fuerte para este enfoque. Existen varios ejemplos de comportamientos colectivos
como ser búsqueda de alimento, construcción de nidos, transporte colectivo,
clasificación de tareas, entre otros. Por otro lado, la robótica cooperativa
usualmente involucra robots heterogéneos donde la dinámica cooperativa se
alcanza utilizando la arquitectura de control y comunicación explícita entre
los agentes. En este contexto se pretende estudiar las arquitecturas
existentes, compararlas y generar, en base a éstas, una plataforma para la
cooperación entre robots (cooperando de forma intencional o a modo de enjambre)
flexible, simple y robusta. Las plataformas disponibles para este proyecto
serán: cinco robots Khepera III y cinco robots Butiá 2.0.
Docentes: Gonzalo Tejera, Facundo Benavides,
Andrés Aguirre.
Fútbol de robots para la plataforma estándar de
RoboCup
RoboCup es una
de las federaciones más importantes a nivel mundial, persiguiendo entre sus
fines la promoción del estudio e investigación de la inteligencia artificial y
robótica a través del juego. En particular el fútbol de robots es el deporte
elegido como medio de pruebas para muchas de las investigaciones. El Instituto
de Computación trabaja en RoboCup desde el 2005 y tiene interés en el
desarrollo de sistemas robóticos que puedan competir en la plataforma estándar.
En este marco, el objetivo general del proyecto es la construcción de un equipo
de fútbol de robots humanoide según las reglas de la competencia RoboCup para
esta liga. Para el logro de tal objetivo, se cuenta con los resultados
obtenidos por los proyectos Forrest (finalizado en diciembre 2006), RoboCup 3D (finalizado en diciembre
2009), VisRobII
y Salimoo
(ambos de próxima finalización). Los objetivos específicos del proyectos son:
definir e implementar las habilidades básicas de los agentes para este entorno
(localización, caminar, “correr”, levantarse, patear, atajar), definir e
implementar mecanismos de cooperación entre agentes, ejecutar partidos de
entrenamiento entre dos equipos de tres agentes cada uno. Finalmente, y en
función de los resultados obtenidos al finalizar el proyecto, sería posible la
presentación de los mismos en la competencia anual 2013. Las plataformas
disponibles para este proyecto serán: cuatro robots Bioloid
y un robot Aldebaran NAO.
Docentes: Gonzalo Tejera, Facundo Benavides, Andrés Aguirre.
Navegación
con robots en entornos estáticos y parcialmente observables
Navegación es una habilidad crítica para robots
que pretendan ser móviles. Sigue siendo una de las funciones más desafiantes de
resolver, en parte, porque involucra prácticamente todas las áreas de IA y
Robótica: detección con sensores, actuación, planificación, arquitecturas,
hardware, eficiencia computacional y resolución de problemas. Los robots
reactivos puros tienen la habilidad de moverse de forma segura (sin colisiones)
en un entorno, pero navegar es más que eso y requiere deliberación. Existen dos
categorías de técnicas: navegación topológica o cualitativa y navegación
métrica o cuantitativa. Las funciones de navegación pueden expresarse en 4
preguntas: ¿Adonde debo ir?, ¿Cuál es el mejor camino?, ¿Dónde he estado?,
¿Dónde estoy?. La primera suele resolverse con un planificador de misión o por
el humano, la segunda se conoce como planificación de caminos, la tercera se
conoce como construcción de mapas y la cuarta como localización. El objetivo
principal del proyecto es estudiar el problema de navegación en un entorno
estático y parcialmente observable, particularmente el que se plantea en el
reglamento de la categoría IEEE Open del LARC 2012. Para esto, el estudiante
deberá construir un robot capaz de resolver el problema planteado en el
reglamento de la categoría mencionada e implementar un sistema de navegación
que incluya, opcionalmente, los estudios y desarrollos previos relacionados,
realizados en el grupo MINA (planificación de trayectorias, SLAM, visión
artificial).
Docentes: Gonzalo Tejera, Facundo Benavides,
Andrés Aguirre.
Ejecución híbrida en computadoras de placa única
Recientemente ha tomado notoriedad el uso de
computadoras en una única placa (Single Board Computers-SBC), que proporcionan
distintas unidades de cómputo en un mismo sistema computador (por ejemplo
placas que integran una CPU, una GPU y DSPs). Cada unidad ofrece
distintas capacidades, entre las que se destacan la velocidad de procesamiento,
el consumo energético y la claridad y/o capacidad de programación. Surge
entonces la posibilidad de asignar para la ejecución de distintas tareas los
diferentes elementos de cómputo dependiendo de distintos factores o
restricciones. Se puede observar además que este tipo de cómputo híbrido
es factible de ser aplicado en otro tipos de dispositivos tales como teléfonos
móviles y televisores. Teniendo en cuenta lo expresado anteriormente, se
propone estudiar algoritmos de control robótico y matriciales, evaluando
alternativas de ejecución híbridas que aprovechen de forma eficiente las
distintas unidades de cómputo disponible on-board con el objetivo de
desarrollar un robot capaz de realizar una travesía de “largo aliento” en forma
autónoma (por ejemplo ir desde Valizas hasta Cabo Polonio).
Docentes: Pablo Ezzatti, Gonzalo Tejera, Jorge
Visca, Andrés Aguirre.
Hay plazo hasta marzo de 2013. Por más información pueden dirigirse al
mail
del grupo.
Docentes
del Depto. Arq/Grupo MINA.