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Generic fault-detection for multirobot systems

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Nuova tecnologia di rilevamento dei guasti per il monitoraggio ambientale mediante squadre di robot

Individuazione dei guasti e tolleranza di errore sono due grandi sfide nei sistemi multi-robot su larga scala, noti come sciami di robot, particolarmente per le scienze ambientali. Un’iniziativa dell’UE ha introdotto un nuovo sistema per scenari di monitoraggio ambientale.

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In molte situazioni reali, gli sciami di robot hanno bisogno di rilevazioni e riparazioni accurate e tempestive di robot che si comportano in modo anomalo. Questo è particolarmente rilevante nel monitoraggio ambientale, dove un robot difettoso non rilevato può interferire con e danneggiare il sistema monitorato. Il progetto GIFTED-MRS (Generic fault-detection for multirobot systems), finanziato dall’UE, ha realizzato un sistema che può adattarsi a variazioni temporali nel comportamento di un robot e perturbazioni ambientali. I partner del progetto hanno sviluppato un sistema di rilevamento generico dei guasti per gli sciami di robot. Gli sciami sono in grado di monitorare se stessi e indicare la presenza di robot difettosi. Si è dimostrato come i robot con capacità di rilevamento limitata e imperfetta possano osservare e classificare il reciproco comportamento. Per raggiungere questo obiettivo, si è utilizzato un algoritmo che impara a distinguere tra comportamento online normale e anormale. Attraverso una serie di esperimenti, gli scienziati hanno valutato sistematicamente le prestazioni dell’approccio proposto per un grande sciame di robot. È stata analizzata la capacità del sistema di rilevare correttamente i robot con difetti, il tempo necessario per rilevare un errore da quanto questo si verifica nel robot, e il tasso di falsi allarmi. I risultati mostrano che il sistema è robusto e in grado di rilevare i difetti in modo tempestivo. In particolare, il rilevamento guasti si verifica entro 3 minuti per oltre il 90 % delle condizioni testate. L’innovazione raggiunge inoltre un tasso di falsi allarmi inferiore al 2 %. La tecnologia di GIFTED-MRS ha il potenziale per assistere operazioni autonome a lungo termine con il minimo intervento umano. Di conseguenza, questo dovrebbe incrementare l’utilità dei robot per una vasta gamma di future applicazioni di automazione intelligente distribuita, come il monitoraggio ambientale e l’automazione in agricoltura. Un altro potenziale campo di applicazione per i sistemi multi-robot è il settore sanitario.

Parole chiave

Errore di rilevamento, monitoraggio ambientale, sistemi multi-robot, sciami di robot, GIFTED-MRS

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