Sviluppo e analisi sperimentale di una interfaccia innovativa per il controllo di sistemi multirobot per applicazioni di ricerca e soccorso urbani

Scientific research has dedicated great efforts to develop autonomous robots. However, the use of robotic technology in critical areas, such as urban search and rescue, is limited almost exclusively to tele-operated robots, despite the potential advantages that autonomous or semi-autonomous multirobot systems can bring. One reason for this trend is the lack of confidence of humans involved, who require a greater level of control on the autonomous system and should therefore be better integrated into the control loop. The purpose of this thesis is to create an interface able to improve the integration of the human in the control loop and to allow a natural and effective management of the multirobot system. To achieve this goal we have implemented a state-of-the-art GUI, improved by a notification management system and the capability to use high-level commands that simplify the dynamics of interaction. The results of the tests and the victory in the RoboCup Rescue Simulation League 2012 competition show that these improvements bring benefits in the management of the system and allow for the use of large groups of robots.

La ricerca scientifica dedica grandi sforzi agli aspetti avanzati della robotica autonoma. Ciononostante, l'utilizzo di tecnologie robotiche in ambiti critici, quali la ricerca e il soccorso urbani, è limitata a robot esclusivamente tele-operati, nonostante i vantaggi che sistemi multirobot autonomi o semi-autonomi possono potenzialmente offrire. Una delle cause di questa tendenza è la mancanza di fiducia degli umani responsabili delle missioni, che richiedono un maggior grado di governo sui sistemi autonomi e devono dunque essere integrati al meglio nel ciclo di controllo. Lo scopo di questa tesi è la realizzazione di una interfaccia che migliori l'integrazione della componente umana nel ciclo di controllo e permetta una naturale ed efficace gestione del sistema multirobot. Per raggiungere tale obiettivo abbiamo implementato una GUI allo stato dell'arte e l'abbiamo migliorata con un sistema di gestione delle notifiche dei robot e la possibilità di utilizzare comandi di alto livello che semplifichino le dinamiche d'interazione fra operatore umano e sistema robotico. I risultati dei test in laboratorio e la vittoria nella competizione RoboCup Rescue Simulation League 2012 dimostrano come queste migliorie portino dei vantaggi nella gestione del sistema e permettano l'utilizzo di gruppi numerosi di robot.