Motion Planning for the RoFI Platform

Bc. Viktória Vozárová

Master's thesis

Abstract:

Platforma RoFI je nová platforma sebarekonfigurovateľných modulárnych robotov vyvíjaná výzkumnou skupinou ParaDiSe. Táto práca stavia na už definovaných konceptoch tejto platformy a prináša nový pohľad na vlastnosti a schopnosti. Práca definuje nový matematický model reprezentujúci konfigurácie modulárnych robotov tejto platformy. Tento model je použitý je vizualizáciu konfigurácií, pre overovanie ich valídnosti a pre riešenie problému rekonfigurácie pre RoFI platformu. Táto práca prezentuje nástroj rofi-planner, ktorý rieši práve problém rekonfigurácie. Nástroj implementuje známe algoritmy na prehľadávanie priestoru ako A* a RRT. Práca zahŕňa vysvetlenie, ako sú jednotlivé algoritmy implementované aby riešili zadaný problém. Algoritmy boli vyhodnotené na množstve príkladov. Výsledky tohoto porovnania ponúkajú možnosti, ako navrhnúť komplexnejšie algoritmy kombinujúce kvality otestovaných algoritmov.

Abstract:

The RoFI platform is a new platform of self-reconfigurable modular robots developed by the ParaDiSe research group. The thesis builds on the defined concepts of the platform and provides new insights into the capabilities of the platform. The thesis defines a new mathematical model of configurations of the modular robots. The model is used for visualization of configurations, for verifying validity of configurations, and for solving the reconfiguration problem of the RoFI platform. The thesis introduces the rofi-planner, a tool for solving the reconfiguration problem. The tool implements known search-based algorithms such as A* and RRT. The thesis describes how the algorithms are adapted to the reconfiguration problem of the RoFI platform. The algorithms were evaluated and compared on a number of examples. The results of the evaluation provide recommendations for a design of more sophisticated algorithms for the reconfiguration of the RoFI platform.

Keywords

distributed, modular, self-reconfiguration, robots, motion planning, algorithms, breadth-first search, a* search, rapidly-exploring random trees

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 20. 6. 2019
• Supervisor: prof. RNDr. Ivana Černá, CSc.
• Reader: RNDr. Petr Novotný, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Informatics / Theoretical Informatics