Birimsel katkı analizi yaklaşımıyla planar robot kontrolü

Abstract

Kendi karar mekanizmalarına sahip, dolayısıyla otonom davranma eğiliminde olan birimlerden oluşan sosyal sistemlerin modellenmesinde, geleneksel kontrol modellerinin kullanılması çok başarılı olamamaktadır. Bu nedenle sosyal sistemlerin kendi doğasında modellenerek incelenmesi son yıllarda önemli araştırma konulan arasmda yer almaktadır. İlerleyen çalışmalar göstermiştir ki, sosyal davranışların daha iyi anlaşılması, katı mekanizmalar halinde düşünülen mühendislik sistemlerinin kontrolü için de yeni yaklaşımlar sunmaktadır. Bu çerçevedeki yaklaşımlardan birisi de, karar verme yeteneğine sahip otonom ve akıllı birimlerden oluşan sistem davranışlarının modellenmesini konu alan "Kollektif Zeka"dır. Bu çalışmada kollektif zekanın çalışma alam içinde tanımlanan sürü zekası ve takım zekası yaklaşımları irdelenmiştir. Daha sonra, bu yöntemlerden farklı olarak, halen geliştirilmekte olan "Birimsel Katkı Analizi" yaklaşımının özellikleri tanıtılmış ve hangi alanlarda uygulanabileceği ile ilgili öneriler yapılmıştır. "Birimsel Katkı Analizi" yaklaşımını, kollektif zeka alanında bir özel haller kümesi olarak tanımlamak mümkündür. Birimsel katkı analizinin farklı yeteneklere sahip birimlerden oluşan heterojen yapıdaki sistemleri modelleyebilmesi, sürü zekası ile aralarındaki en önemli farklılıklardan birisidir. Bununla birlikte takım zekasım ortaya koyan yapılarda, bireyleri "yönlendiren" bir birimden söz etmek mümkün iken, birimsel katkı analizinde tüm birimler kendi kararlarını bağımsız olarak verebilmektedirler. Birimsel katkı analizi, sistemin hedefleri ve anlık durumu hakkında sürekli bilgi sahibi olabilen, hedefe ulaşmak için kendi muhtemel katkısını kararlaştırıp uygulayabilen birimlerden oluştuğu varsayılan hallerde davranışların ve başarının gözlenebilmesi amacıyla tanımlanmıştır. Bu tezin en önemli amacı, birimsel katkı analizi yaklaşımının, otonom eklemlere sahip robotik sistemlerde değişen iç ve dış kısıtlara rağmen kullamlabilirliğini göstermektir.

Using traditional control models is not powerfull to model social systems consist of autonomous units which have own decision making mechanisms. Consequently, modelling and investigating the social systems in their own nature, became an important research area. Recent studies on social systems indicate that new approaches are required to control engineering systems which are regarded as rigid mechanisms previously. One such approach is "collective intelligence". Collective intelligence models the systems consist of autonomous and intelligent units that are able to make individual decisions. Two subcategories inside collective intelligence are "swarm intelligence" and "team intelligence". In this study a new approach, "Unitary Contribution Analysis" is proposed. The characteristics of "Unitary Contribution Analysis" are described and application areas are suggested. It is possible to define "Unitary Contribution Analysis" method as a special set inside the collective intelligence. Unitary contribution analysis is different from "swarm intelligence" and "team intelligence". While swarm intelligence focuses on identical units, unitary contribution analysis can investigate the units that have different capabilities. Although in team intelligence, there can be a cheaf unit guiding the other units in the system as a trainer, there is no cheaf unit in unitary contribution analysis. This method is defined for observing the behaviour and success of systems consist of units that are able to calculate their own probable contribution and make decisions accordingly themselves. These units also required to have continuous information about target and the status of the whole system. The aim of this thesis is to introduce the usability of unitary contribution analysis method in the robotic systems that have autonomous joints, despite of the exterior and interior variable restrictions.