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Control of autonomous multi-agent systems

Docenti: Francesco Delli Priscoli, Giuseppe Oriolo
Pagina web dell'insegnamento: www.diag.uniroma1.it/~oriolo/cams
Crediti: 6
Codice Infostud: 1041427

Obiettivi formativi

Il corso presenta i metodi di base per la modellazione, l'analisi e il controllo dei sistemi multi-agente, con particolare attenzione alle strategie di controllo distribuite. Saranno presentate applicazioni nel controllo di reti/sistemi di comunicazione, di energia e di trasporto, nonché di sistemi multi-robot. Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare architetture, algoritmi e moduli per il controllo di sistemi multi-agente.

Programma

Parte I. Esempi di scenari multi-agente in reti/sistemi di comunicazione, di distribuzione di energia e di trasporto derivanti da progetti di ricerca finanziati dall'Unione Europea nell'ambito dei programmi quadro. Confronto tra architetture centralizzate e distribuite. Estensione delle metodologie (in particolare machine learning, reinforcement learning, model predictive control) e delle problematiche (relative al controllo di reti/sistemi di comunicazione, di energia e di trasporto, nonché alla sicurezza di tali reti/sistemi) studiate nel contesto di corsi precedenti (in particolare, Control of Communication and Energy Networks) al contesto multi-agente.
Parte II. Introduzione: Esempi di applicazione di sistemi multi-robot. Architetture centralizzate e decentralizzate. Strumenti matematici: Grafo e matrice di adiacenza; Laplaciano; Connettività e Consenso; Passività e stabilità secondo Lyapunov; Interconnessione di sistemi meccanici. Applicazioni a sistemi multi-UAV: Controllo di formazione con topologia variabile; Controllo di formazione con mantenimento della connettività; Comportamenti di regime; Controllo di formazione basato su misure angolari. Applicazioni a sistemi multi-UGV: Esplorazione cooperativa di ambienti ignoti; Mutua localizzazione con misure anonime; Localizzazione e accerchiamento di bersagli.

Modalità d'esame: Valutazione di due progetti (rispettivamente sulla Parte I e sulla Parte II)

Testi di riferimento

  • M. Vidal, "Fundamentals of Multiagent Systems," 2011
  • M. Mesbahi and M. Egerstedt, "Graph Theoretic Methods in Multiagent Systems," Princeton University Press, 2010