Saber Aberto :: Navegando por Autor "Simões, Marco Antônio Costa"

Navegando por Autor "Simões, Marco Antônio Costa"

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Aprendizagem por reforço de chutes rápidos em robôs humanoides
(Universidade do Estado da Bahia, 2023-07-12) Sousa, Gabriel Mascarenhas Costa de; Simões, Marco Antônio Costa; Suárez, Diego Gervasio Frías; Cerqueira Junior, Adailton de Jesus
O uso de Inteligência Artificial no desenvolvimento de novos produtos e pesquisas científicas tem crescido muito nos últimos anos, e não faz pouco tempo que as pessoas tem tentado construir robôs que pensem e hajam como seres humanos para realizar tarefas mais perigosas ou repetitivas. Dentre os diversos ambientes de testes utilizados para alcançar esse objetivo está a simulação de futebol de robôs, onde diversas equipes podem realizar suas pesquisas em um ambiente simulado e de baixo custo enquanto compartilham suas descobertas entre si. Apesar de não existir um consenso sobre qual a melhor forma de se ensinar movimentos humanoides para robôs, muitos tem procurado soluções através de técnicas de Aprendizagem por Reforço. Essa monografia propõe a criação de um ambiente de aprendizagem para robôs humanoides em simulação 3D, utilizando Aprendizagem por Reforço somada ao uso de Redes Neurais Artificiais, que permita a um agente aprender a realizar movimentos humanoides, com foco no movimento de chute. O movimento gerado conseguiu ser em torno de 93% mais rápido do que o chute antigo e sustentou a funcionalidade do ambiente proposto, além de gerar hipóteses que podem ajudar no avanço da pesquisa no desenvolvimento de movimentos em robôs humanoides simulados.
Desenvolvimento de um módulo para a execução do movimento de corrida em um agente humanoide simulado
(UNEB, 2017-07-07) Argollo, Emmanuel Marmund; Simões, Marco Antônio Costa; Costa, Augusto Loureiro da; Silva, Robson Marinho da; Suárez, Diego Gervasio Frías
O desenvolvimento de habilidades motoras para robôs humanoides é uma área de pesquisa bastante ampla, envolvendo diversas áreas do conhecimento. Dentre as habilidades de locomoção, o movimento de andar já foi reproduzido de maneira eficiente com cálculos dinâmicos, entretanto o movimento de corrida ainda é um desafio para a locomoção robótica. O trabalho aqui apresentado está inserido na liga de simulação 3D da RoboCup, que utiliza agentes humanoides em um ambiente simulado para o desenvolvimento de estratégias multiagente e movimentos eficientes para a executar tais estratégias. Nesse ambiente, a capacidade de se mover rapidamente de um ponto a outro é um dos maiores fatores para o desempenho do agente. Desse modo, esse projeto tem como objetivo desenvolver um módulo inicial para a execução do movimento de corrida por esse agente. Para tal, é estudado e utilizado o modelo de massa e mola e estratégias para transição entre o movimento de corrida e andar. O módulo desenvolvido nesse projeto obteve sucesso em demonstrar as etapas principais do movimento de corrida, podendo ser aprimorado futuramente com melhorias em seus componentes.
Desenvolvimento e estudo de performance de um algoritmo de navegação aplicado á competição de realidade mista da RoboCup.
(Universidade do Estado da Bahia, 2012-09-30) Pimentel, Fagner de Assis Moura; Suárez, Diego Gervasio Frías; Simões, Marco Antônio Costa; Souza, Josemar Rodrigues de; Santos, Trícia S.
Este trabalho por finalidade o aprimoramento do servidor de futebol de robôs da competição de realidade mista da RoboCup, visando reduzir a influência humana durante as partidas de futebol de robô da competição de realidade mista da RoboCup, visando reduzir a influência humana durante as partidas de futebol de robô promovendo uma maior autonomia do sistema. Para isso, o software foi aperfeiçoado com um módulo de reposicionamento automático dos robôs em momentos de navegação genérico e reativo apresentado neste trabalho, baseado em planejamento de trajetórias e utilizando campos de potencias como principal abordagem para implementação do algoritmo. Este trabalho inclui um estudo da influência de dois parâmetros do modelo de navegação potencial: A dimensão do perímetro de segurança (α) e a discretização angular ao redor do robô ( β), usados sobre o desempenho do algoritmo para determinar valores ótimos nessa aplicação. Para os testes foi utilizado o ambiente totalmente simulado com a ferramenta MR-Simulator. O algoritmo se mostrou capaz de reposicionar os robôs em um tempo médio de 16 segundos no ambiente simulado da competicão de realidade mista, e se deslocando praticamente em linha reta de sua posição inicial até a final. Os resultados permitiram o desenvolvimento da nova versão do MR-SoccerServer com o reposicionamento automático, usado com sucesso durante uma competição oficial da RoboCup.
Geração de comportamento para robôs da liga de simulação 3D
(UNEB, 2018-07-06) Oliveira, Raoni Sales De; Magalhães, Ana Patrícia; Simões, Marco Antônio Costa; Souza, Josemar Rodrigues de
A robótica e a inteligência artificial são áreas de pesquisa de grande interesse na atualidade, pois suas propostas visam, dentre outras coisas, substituir o indivíduo por robôs nas tarefas onde o fator humano pode representar alguma limitação ou condição de risco. Para fomentar as pesquisas nestas áreas, iniciativas tais como competições de futebol de robôs propõe desafios que estimulam pesquisadores e estudantes a desenvolverem projetos com potencial para serem depois aproveitados em cenários reais. Um exemplo de competição é a Robocup, o maior desafio que abrange às áreas de robótica e inteligência artificial da atualidade. Nele atua o time BahiaRT criado pelo centro de pesquisa ACSO/UNEB, cujo diferencial está na coordenação multiagente, em específico no que tange habilidades de marcação e passe de bola, se posicionando entre os 4 melhores do mundo na liga de simulação 3D nos últimos anos. Nesse sentido, o time BahiaRT tem realizado uma tarefa dispendiosa: criar novos comportamentos para os agentes, a serem utilizados nas ferramentas de apoio estratégico adotadas - Framework FCPortugal Setplays e SPlanner -. Esse trabalho propõe uma solução que dê suporte à criação de novos comportamentos para as ferramentas de apoio estratégico do time BahiaRT. A solução compreende uma interface para definição do comportamento e um gerador de código para integrar o novo comportamento gerado às ferramentas de apoio estratégico utilizadas pelo time BahiaRT. A solução apresentada neste trabalho foi testada no laboratório do ACSO e se mostrou viável para utilização.
Geração de informações estratégicas para clubes de futebol através da visão computacional
(Universidade do Estado da Bahia, 2023-07-12) Nascimento, Jorge Mateus Gomes do; Simões, Marco Antônio Costa; Suárez, Diego Gervasio Frías; Mascarenhas, Ana Patrícia Fontes Magalhães
O futebol, é um esporte amplamente popular em todo o mundo, está incorporando tecnologias avançadas para otimizar seu desempenho, com destaque para a aplicação de visão computacional. Este estudo propõe a implementação dessa tecnologia no âmbito do futebol, concentrando-se na geração de estatísticas, como contagem total de passes e rastreamento preciso do trajeto da bola. Utilizando o método YOLO (You Only Look Once), a aplicação de visão computacional revelou resultados concretos: uma precisão entre 40% e 90% na contagem de passes em vídeo e eficiência no rastreamento da trajetória da bola. Esse número evidencia a eficácia do YOLO na obtenção de estatísticas precisas em clipes de vídeo de futebol, fornecendo informações para treinadores e analistas. A aplicação bem-sucedida do YOLO tem o potencial de ajudar na análise tática no futebol, contribuindo para a otimização do desempenho das equipes. Este trabalho representa uma contribuição significativa para o avanço da aplicação da visão computacional no contexto esportivo, respaldado por resultados quantificáveis.
Mineração de dados para análise quantitativa de chutes a gol em um ambiente de simulação de futebol de robôs em duas dimensões
(Universidade do Estado da Bahia, 2014-07-29) Silva, Bruno Vinicius; Simões, Marco Antônio Costa; Suárez, Diego Gervasio Frías; Souza, Josemar Rodrigues de
Este trabalho demonstra que é possível classificar automaticamente eventos complexos ocorridos durante jogos de futebol de robôs da Liga de Futebol Simulado Robocup 2D. Utilizando a metodologia CRISP-DM foi realizado um processo completo de Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados sobre os logs das partidas. O objetivo desse processo foi extrair conhecimento acerca de chutes a gol, o que está relacionado a algumas das métricas mais importantes no futebol para analisar o desempenho de uma equipe e também com os eventos com a pior classificação automatizada reportada na literatura (ABREU et al., 2011). Utilizando uma análise pós-simulação, offline, baseada em técnicas clássicas de mineração de dados, foi criado um classificador que melhorou em 13,99% o baseline existente. Esse trabalho é um bom indicativo da viabilidade de desenvolver uma ferramenta de análise de desempenho completa, que capte as diversas métricas utilizadas no futebol real também no ambiente de futebol de robôs simulado, o que significaria uma importante evolução nos métodos de teste e experimentação utilizados atualmente.
Modelo híbrido de planejamento de trajetória global e navegação local aplicado a robôs em ambientes internos e desconhecidos
(UNEB, 2015-11-19) Silva, Alan Deivite Guimarães da; Souza, Josemar Rodrigues de; Simões, Marco Antônio Costa; Suárez, Diego Gervasio Frías
Este trabalho tem por finalidade desenvolver um modelo híbrido de planejamento de trajetória global e navegação local para ambientes internos e desconhecidos. As abordagens embasadas unicamente no planejamento de trajetórias globais possuem um bom desempenho na elaboração de caminhos otimizados, porém quando aplicadas em situações onde existem obstáculos desconhecidos, seu desempenho é degradado. Já os métodos de navegação unicamente reativos possuem aplicação destinada para ambientes dinâmicos e inicialmente desconhecidos, mas demonstra ser ineficiente em cenários mais complexos. Busca-se então por intermédio da combinação dessas estratégias em uma arquitetura híbrida, maximizar os casos de êxito na realização de traslados e minimizar a ocorrência de colisões durante o processo de navegação em ambientes desconhecidos, convergindo assim no avanço das pesquisas nesta área de atuação da robótica. Os critérios qualitativos e métricas quantitativas adotados na avaliação da eficiência e eficácia do sistema de navegação consideraram principalmente a capacidade do robô de se locomover do ponto A inicial ao ponto B final com segurança. Os resultados obtidos permitiram constatar um aumento de desempenho em todos os cenários em que a abordagem híbrida foi aplicada, alcançando um índice máximo de eficácia equivalente a 57% para o cenário de maior complexidade, ao custo de uma atenuação nos níveis de eficiência.
Módulo de transição dinâmico entre os movimentos de andar e chutar aplicado a robôs humanoides simulados em ambiente 3D
(UNEB, 2015-11-19) Silva, Camila Laranjeira da; Simões, Marco Antônio Costa; Suárez, Diego Gervasio Frías; Souza, Josemar Rodrigues de
O desenvolvimento de movimentos dinâmicos para robôs bípedes é vastamente pesquisado por cientistas de diferentes áreas, especialmente por existir uma forte semelhança com a estrutura humana, despertando na comunidade científica um interesse em desenvolver comportamentos também similares aos padrões do ser humano. A relevância dessas pesquisas está também na natureza adaptativa dos movimentos dinâmicos, ideais para cenários altamente variáveis, particularmente em ambientes multi-agente, onde as variações se tornam ainda mais imprevisíveis. Este trabalho está inserido no contexto da Liga de Simulação 3D da RoboCup, a qual simula agentes humanoides e traz o desafio de criar uma base sólida e confiável de movimentação, suporte essencial para a inteligência artificial dos agentes. Um dos maiores desafios enfrentados na liga quanto à movimentação é a transição entre movimentos, que normalmente consiste em um processo lento e exige a execução de diversas etapas preparatórias. Neste trabalho utilizamos o time BahiaRT do ACSO (Núcleo de Arquitetura de Computadores e Sistemas Operacionais) para propor um módulo de transição dinâmico entre os movimentos de andar e chutar, fazendo com que o chute atue como uma extensão do seu antecessor. A aplicação da proposta aqui apresentada se mostrou promissora, resultando em uma significativa redução do consumo de tempo para realizar o conjunto de ações envolvidas desde o andar até o chute.
Navegação autônoma para veículos aéreos não tripulados simulados em ambientes desconhecidos: planejamento de caminhos através do uso da aprendizagem por reforço
(Universidade do Estado da Bahia, 2023-07-12) Jesus, Filipe Silva de; Simões, Marco Antônio Costa; Mascarenhas, Ana Patrícia Fontes Magalhães; Suárez, Diego Gervasio Frías
Com o avanço da tecnologia e o aumento do uso de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) em diversas aplicações, como inspeções de infraestruturas, monitoramento ambiental e entregas de mercadorias, torna-se fundamental o desenvolvimento de técnicas avançadas para o planejamento de caminhos dessas aeronaves. Trabalhos relacionados na área têm explorado abordagens de aprendizagem por reforço para o planejamento de caminhos em ambientes 2D, porém, ainda existem lacunas a serem preenchidas em relação a ambientes 3D e à inclusão de obstáculos complexos. Nessa perspectiva, este estudo propõe a integração do algoritmo de busca A* no módulo de planejamento de caminhos, comparando com técnicas de navegação que utilizam a aprendizagem por reforço. Além disso, para aprimorar a percepção do agente no ambiente tridimensional, é proposta uma modelagem que converte dados de um sensor 2D em uma representação abstrata 3D via software, permitindo ao VANT obter uma compreensão mais abrangente e precisa do cenário. Os experimentos revelaram um significativo aumento na taxa de sucesso da navegação autônoma, indo de 29% para 76% com a utilização da modelagem tridimensional dos obstáculos. Além disso, demonstramos que o VANT, treinado por meio de aprendizado por reforço, adquiriu habilidades fundamentais de navegação. Esses avanços visam preencher lacunas e, consequentemente, contribuir para a automação e eficiência das operações dessas aeronaves.
Planejamento e mapeamento de trajetórias em tempo real para navegação de robôs humanóides em ambiente simulado 3D
(UNEB, 2014-07-13) Soares, Alan dos Santos; Simões, Marco Antônio Costa; Suárez, Diego Gervasio Frías; Souza, Josemar Rodrigues de
realizar tarefas complexas, perigosas, delicadas, em ambientes dinâmicos, tornou-se um desafio aos investigadores. Alguns desses desafios incluem o mapeamento de ambientes dinâmicos, planejamento de trajetória e a predição de colisão. Este trabalho propõe um modelo para mapeamento e planejamento de trajetórias com predição de colisão para agentes robóticos em ambiente simulado. O modelo foi desenvolvido utilizando o time base do BahiaRT, desenvolvido pelo grupo de pesquisa ACSO/UNEB em parceria com o FCPortugal(FEUP-LIACC/Univ. Aveiro). A validação do projeto foi realizada utilizando uma aplicação de passe em futebol robótico integrado ao modelo proposto.
Políticas de decisão de comportamentos num sistema multiagentes utilizando aprendizagem por reforço
(Universidade do Estado da Bahia, 2023-07-12) Fonsêca, Rafael da Costa; Simões, Marco Antônio Costa; Cerqueira Junior, Adailton de Jesus; Suárez, Diego Gervasio Frías
Esta monografia aborda o desafio da tomada de decisão em sistemas multiagentes, utilizando o aprendizado por reforço como uma solução para este desafio. O problema investigado nesta monografia é o desenvolvimento de políticas de decisão que permitam a coordenação e colaboração entre agentes, de forma a melhorar o desempenho coletivo em cenários complexos, como o futebol de robôs simulados. Este problema vem da necessidade de encontrar estratégias e técnicas que permitam aos agentes aprenderem comportamentos adequados, considerando a dinamicidade da interação com outros agentes e com o ambiente. Esta monografia descreve a modelagem e implementação do ambiente de aprendizagem, treinamento dos agentes utilizando técnicas de aprendizado por reforço e a avaliação dos resultados obtidos. Essa investigação tem relevância para a aplicação em problemas reais de coordenação e decisão em sistemas multiagentes, onde a tomada de decisão eficiente pode ser crucial para alcançar resultados ótimos e melhorar a cooperação entre os agentes. Ao treinar os agentes de um time de futebol para selecionar os comportamentos mais eficientes com o uso de algoritmos como DQN e DDPG, observaram-se melhorias notáveis no desempenho defensivo da equipe, com uma redução significativa de 10 vezes nas perdas durante as partidas
Reft: sistema integrado de reconhecimento de emoções na fala e no texto para o idioma brasileiro
(Universidade do Estado da Bahia, 2023-07-12) Gomes, Vanessa Martins; Simões, Marco Antônio Costa; Souza, Josemar Rodrigues de; Chaves, Débora Alcina Rego
O reconhecimento de voz desempenha um papel fundamental na comunicação humana e tem sido amplamente estudado na área de processamento de sinais. A voz humana contém informações valiosas que podem ser exploradas para inferir as emoções de um indivíduo. A detecção de emoções através da fala é uma abordagem de Processamento de Linguagem Natural (PLN) que combina análise acústica e linguística para identificar padrões emocionais. A emoção é uma experiência mental subjetiva e consciente, muitas vezes acompanhada por respostas ou mudanças biológicas específicas. Portanto, as palavras que usamos nem sempre refletem exatamente o que estamos sentindo. Nesse contexto, este trabalho propõe explorar a utilização concomitante de características sonoras e léxicas da voz em língua portuguesa do Brasil. A metodologia adotada envolveu uma revisão sistemática da literatura para identificar as melhores práticas e abordagens existentes, além de desenvolver um sistema de reconhecimento de emoções em tempo real que combina dados léxicos e prosódicos da fala. Para a classificação das emoções e construção dos modelos, foi utilizada uma Rede Neural Convolucional (CNN) e o Bidirectional Encoder Representations for Transformers (BERT), um modelo de transformador conhecido por sua eficácia em tarefas de linguagem natural. A validação dos resultados foi realizada por meio de testes e avaliação das métricas de acurácia e precisão. Foram obtidos dois resultados, sendo que o resultado ponderado apresentou uma taxa de 15% de acertos a mais que o resultado normal, totalizando 87.5%. A relevância social deste projeto reside na sua capacidade de melhorar a interação entre humanos e computadores, bem como de promover o bem-estar emocional dos indivíduos. Ao permitir o reconhecimento preciso e em tempo real das emoções por meio da voz, abre-se um leque de oportunidades para aplicação em áreas como saúde, marketing emocional e interações sociais. Essa abordagem pode contribuir para o desenvolvimento de tecnologias mais humanizadas, adaptadas às necessidades emocionais dos usuários, e fomentar a criação de ambientes mais empáticos e inclusivos, onde a compreensão e a expressão das emoções são valorizadas e utilizadas de forma construtiva, além de contribuir para a comunidade de PLN no Brasil.
Tolerância a falhas de interação do cliente com o servidor em tempo real na subliga de futebol de robôs simulação 3D
(Universidade do Estado da Bahia, 2015-11-19) Cruz, Ayran Costa da; Simões, Marco Antônio Costa; Souza, Josemar Rodrigues de; Suares, Diego Frias
Este trabalho tem por finalidade tornar menos falha a execução dos jogos do futebol de robôs da subliga de simulação 3D da Robocup prevenindo a competição dos erros causados especificamente por má interação dos agentes autônomos atuantes. Para tanto, foram levantadas técnicas de detecção e tolerância a falhas adaptáveis ao contexto em sistemas de tempo real ao qual a competição se encontra. Este trabalho inclui também a análise qualitativa e quantitativa dos dados gerados contabilizando a ocorrência das falhas anteriores e posteriores à intervenção. Para efeito de teste e validação das mudanças propostas neste trabalho, os resultados obtidos foram comparados com os coletados antes destas intervenções indicando em quais áreas houveram melhoras significativas e em quais os novos algoritmos geraram efeitos colaterais indesejados. Por consequência, produzindo um balanço em termos gerais indicando o índice da execução de jogos da subliga 3D sem que houvesse interrupção por falha nos softwares dos jogadores cliente.

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