Online switch of communication strategies for efficient multirobot exploration

Multirobot systems are formed by a number of robots which cooperate to achieve a common goal. They show flexibility in adapting to different situations and settings, like those involving the exploration of an unknown environment. In order to accomplish this task, the system requires an exploration and a coordination strategy to decide where each agent should move, as well as a communication strategy to efficiently share information between robots and a possible Base Station. All the communication strategies proposed in literature use a single communication strategy. The goal of this thesis is to develop a multirobot system for exploration that can perform an online switch of communication strategies. Speci cally, we develop a system that switches, during the exploration, between two communication strategies, using an estimate on the percentage of the environment explored so far to decide when each strategy should be employed. Results show that the implemented system can reach a better trade-off, with respect to the state of the art systems, between time taken to explore the environment, distance traveled by the robots, and disconnection time with the Base Station.

I sistemi multirobot sono formati da robot che cooperano per raggiungere un obiettivo comune. Nel corso del tempo si sono mostrati flessibili e in grado di svolgere molteplici compiti, come quello di esplorare un ambiente sconosciuto. Per fare ci o, un sistema multirobot richiede una strategia di esplorazione e coordinamento per decidere dove si devono muovere gli agenti, nonché una strategia di comunicazione per scambiare informazioni tra di loro e una possibile Base Station, la quale, per tutti i sistemi proposti in lettratura viene decisa all'inizio dell'esplorazione e mantenuta per tutta la durata L'obiettivo di questa tesi e di sviluppare un sistema multirobot che permetta il cambio online tra diverse strategie di comunicazione durante l'esplorazione di un ambiente inizialmente sconosciuto. In particolare, abbiamo sviluppato un sistema che, durante il corso dell'esplorazione, cambia tra due strategie di comunicazione, utilizzando una stima sulla percentuale dell'ambiente esplorato per decidere quando ciascuna della strategie deve essere utilizzata. I risultati mostrano che il sistema implementato ottiene un miglior bilanciamento, rispetto agli approcci dello stato dell'arte che impiegano una sola strategia di comunicazione, fra tempo impiegato per esplorare l'ambiente, distanza percorsa dai robot e tempo di disconnessione con la Base Station.