Arquitectura Reactiva

Opuesto al sistema Jerárquico, los sensores están directamente acoplados con los actuadores. El movimiento del robot se descompone en una serie de comportamientos que, una vez combinados, dan lugar al comportamiento global, en vez de ser este obtenido como resultado de un proceso deliberativo. En el enfoque reactivo hay una conexión directa de percepción a acción sin necesidad de un modelo del mundo. Esta se puede definir como la principal diferencia con la arquitectura anterior pierde relevancia el concepto de planificación y seguimiento de caminos

Ventajas

• Sistema de Control mas rápido.
• Resuelven la necesidad de modelar el entorno y compartir este conocimiento entre todos los sistemas del robot .
• Se utilizan cuando la tarea a realizar es sencilla, incluso en entornos cambiantes
• Facilidad de desarrollo modular
• No requiere un modelo del mundo.

Desventajas

• Los comportamientos complejos quedan codificados en función de otros más simples, lo cual dificulta su depuración y entendimiento.
• Existe siempre la incertidumbre de si el comportamiento global emergente permitirá finalmente alcanzar el objetivo seleccionado.
• Limitaciones sensoriales pueden ocasionar problemas al no contar con un modelo.
• No garantiza la mejor solución

Dos metodos para calcular el comportamiento global

Modelo Cooperativo

Permite utilizar concurrentemente las salidas de muchos comportamientos individuales. Puesto que la salida global del sistema es una media ponderada de los comportamientos activos en cada caso, la respuesta tiende a ser suave .

Desventaja

• Puede quedar bloqueado como consecuencia de los posibles conflictos que pueden crearse entre distintos comportamientos .

Modelo competitivo

La acción global de control depende únicamente del comportamiento elegido en cada caso.

Por último, resta por solucionar la selección y coordinación de los comportamientos básicos que están activos en cada momento

Arquitectura reactiva Subsumption

Una arquitectura descompuesta en módulos especializados en realizar tareas individuales, denominados comportamientos. Se trata de una descomposición vertical del problema de navegación que se comporta de forma eficiente en entornos dinámicos donde se posee un conocimiento impreciso del mismo. Esta parcialmente estratificada en capas. La primera de ellas propone la agrupación de los comportamientos en distintas capas jerárquicas, que aumentan en nivel de complejidad conforme se asciende en dicha jerarquía. Este método de coordinación está basado en el modelo competitivo de obtención del comportamiento global, ya que las capas inferiores tienen una prioridad mayor que las superiores.

Brooks, R.: «A robust layered control system for a mobile robot». IEEE Journal of Robotics and Automation, 1986, 2(1), IEEE Computer Society. ISSN 0882-4967.

Como ejemplo tenemos la arquitectura Saphira1. Está organizada alrededor de un espacio de percepción local (Local Perceptual Space, LPS), que contiene diversas representaciones del entorno que rodea al robot, tal y como es percibido por los sensores del mismo. El LPS no sólo actúa como un repositorio centralizado de la información sensorial y de los mapas suministrados a priori, sino que también proporciona diversas interpretaciones de la misma, según las necesidades del módulo que la requiere. Un rasgo distintivo respecto de otras arquitecturas es que proporciona una fusión eficiente de distintos comandos de comportamiento gracias a un enfoque de lógica difusa.

Ventaja

Saphira es una arquitectura de robots móviles autónomos bastante madura, que ha sido adoptada por varios robots comerciales (Pioneer, Khepera); es extensible, modular y portable a distintas plataformas gracias a su estructura cliente/servidor.

Konolige, K. y Myer, K.: Artificial Intelligence and Mobile Robots: Case Studies of Successful Robot Systems. capítulo The Saphira Architecture for Autonomous Mobile Robots, pp. 211–242. MIT Press. ISBN 0-262-61137-6, 1998.

Motor schema: Los comportamientos sencillos son denominados Motor schema porque cada uno produce como salida un vector de velocidad que representa la dirección y la velocidad a que debe desplazarse el robot. La acción global de movimiento es obtenida como resultado de la suma vectorial de todos los vectores velocidad resultado de los comportamientos activos en cada momento. Es decir, en este caso se sigue un modelo cooperativo.