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Controlling imperfect robot swarms

Descrizione del progetto

Il controllo dei comportamenti emergenti adottati dagli sciami di robot

Gli sciami di robot sono sensibili alle imperfezioni, il che ne rende difficile la progettazione e il controllo: ne bastano infatti di minore entità affinché si estendano a un gran numero di sistemi robotici, con una conseguente compromissione delle prestazioni complessive. Le imperfezioni possono inoltre determinare comportamenti emergenti complessi, come ad esempio modelli di traiettoria intricati. Il progetto iSwarm, finanziato dal CER, propone un nuovo approccio volto al controllo dei comportamenti emergenti. Invece di sopprimere le imperfezioni, il progetto si propone di accoglierle al fine di impiegarle come nuovi input di controllo distribuito, un compito che richiede una nuova prospettiva sull’analisi degli algoritmi e sull’integrazione dei robot per i sistemi multiagente, prestando attenzione all’intersezione tra teoria algebrica dei grafi, teoria delle reti, controllo e meccatronica. In definitiva, iSwarm svilupperà un quadro per valutare i comportamenti emergenti con input imperfetti.

Obiettivo

Robot swarms are incredibly fragile against imperfections. World-class roboticists agree that one of the fundamental challenges in robotics is on the availability of systematic methods with formal guarantees for the design and control of the swarm's force multiplication, where sensing, actuation, and communication are distributed in space. However, no matter the approach, control theory, or heuristic, tiny imperfections are amplified throughout large numbers of robots and rapidly erode and make unpredictable the overall performance of the swarm. Notwithstanding, imperfections can result in surprising complex emergent behaviors such as intricate trajectory patterns of mobile robot swarms.

iSwarm questions the current paradigm of fighting imperfections to suppress their “damaging” effects. Conversely, I propose a rigorous control theory to unleash and ally with imperfections, such as dropouts, delays, and scaling/biasing factors in sensors and actuators, as novel distributed control inputs for taming emergent behaviors. My paradigm shift requires new ways of analyzing algorithms and their robot integration at the crossroads between algebraic graph theory, network theory, control, and mechatronics for multi-agent systems.

To achieve the project's goal, I will: 1) develop a general formulation to characterize the controllability/stabilizability of emergent behaviors with imperfections as inputs; 2) introduce unconventional strategies such as the mismatched Lyapunov functions to engineer emergent behaviors; 3) construct equivalence principles between imperfections and inconsistent shared information to improve the effectiveness of the swarm’s “collective awareness” for fault-recovery algorithms; and 4) demonstrate the control of a state-of-the-art robot swarm in non-lab conditions by exploiting robot imperfections.

iSwarm regards imperfections as part of the solution, will inspire innovative research methods and lead new applications of multi-robot systems.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSIDAD DE GRANADA
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 498 800,00
Indirizzo
CUESTA DEL HOSPICIO SN
18071 GRANADA
Spagna

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Regione
Sur Andalucía Granada
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 498 800,00

Beneficiari (1)

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