Revisiting State-Space Exploration for RoFI Reconfiguration

Bc. Ondřej Svoboda

Master's thesis

Abstract:

Tato práce řeší rekonfiguraci RoFI robotů pomocí algoritmů prohledávajících stavový prostor. Zavádíme nový způsob, jak kompaktně a jednoduše reprezentovat RoFI roboty, který nazvýváme voxelová reprezentace. Tato reprezentace využívá mřížkového systému RoFI platformy a symetrií RoFI modulů. Pomocí ní se snažíme zpřístupnit rekonfigurační algoritmy, které jsou založeny na prohledávání stavového prostoru, jelikož poskytují téměř optimální výsledky. Práce představuje několik algoritmů využívajících tuto reprezentaci. Všechny tyto algoritmy jsou ohodnoceny novou sadou benchmarků a porovnány s dříve existujícími algoritmy pro rekonfiguraci RoFI robotů.

Abstract:

In this thesis, we revisit the reconfiguration of the RoFI robots by using state-space searching algorithms. We introduce a new way to represent the RoFI robots in a compact and primitive manner - the voxel representation. The new representation leverages the RoFI grid system and the symmetries of the RoFI modules. Using this representation, we try to make reconfiguration algorithms, that are based on searching the state graph, viable to provide near-optimal results. The thesis presents several algorithms utilizing this representation. All these algorithms are evaluated by a new benchmark set and compared to the previously established algorithms for the reconfiguration of RoFI robots.

Keywords

RoFI, metamorphic, modular, self-reconfiguration, reconfiguration, voxel, representation, symmetry, breath-first search, A-star search

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 12. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 13. 2. 2024
• Supervisor: RNDr. Jan Mrázek
• Reader: doc. Mgr. Jan Obdržálek, PhD.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Theoretical computer science / Principles of programming languages