Utilização de Reinforcement Learning com dados de LiDAR para Navegação Autônoma

• Processo: 24/09535-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Pesquisador responsável: Marcelo Becker
• Beneficiário: Ana Luiza Soares Mineiro Rocha
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/00527-6 - Federated Reinforcement Learning aplicado à navegação autônoma, BE.EP.IC
• Assunto(s): Agricultura Navegação Robôs móveis Robótica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agricultura | Navegação | reinforcement learning | robôs móveis | Robótica | Robotica Terrestre | Automação, Mecatrônica e Robótica

Resumo

O projeto propõe a implementação de um sistema de navegação autônoma de robôs terrestres em campos agrícolas, especificamente, sob o dossel das plantações. Nesse sentido, para que o robô seja capaz de navegar entre as fileiras de cultivos, é necessária uma obtenção abragente de dados do ambiente. Para isso, neste projeto, será utilizado o sensor Light Detection and Ranging (LiDAR), visto que ele é um sensor tradicional e confiável em aplicações sob dossel vegetal, diferente por exemplo do Global Positioning System (GPS) que, nesses ambientes, possui baixa acurácia. A partir dos dados obtidos, os mesmos serão utilizados como entrada para o sistema de navegação. Esse sistema será prototipado utilizando Reinforcement Learning (RL), sendo uma parte fundamental da pesquisa. Um dos motivos para escolha do RL é sua capacidade de abstrair a necessidade de um conjunto de dados prévios, visto que o sistema com RL aprende por tentativa e erro, interagindo diretamente com o ambiente, contornando assim os desafios associados à coleta de dados no setor agrícola. Por fim, a abordagem de navegação utilizando dados de LiDAR e RL proposta neste documento será implementada no robô TerraSentia, um robô terrestre de pequeno porte, ideal para navegar entre as colunas de plantações.