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Title: Avaliação de soluções de inteligência artificial preditiva para um cenário de internet tátil.
Other Titles: Evaluation of predictive artificial intelligence solutions for a tactile internet scenario.
???metadata.dc.creator???: CARVALHO, Cleuves Cajé de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: PERKUSICH, Angelo.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: SANTOS, Danilo Freire de Souza.
Keywords: Inteligência artificial preditiva;Internet tátil;Computação de borda;Percepção de atraso - sistema de internet tátil;Sistema de internet tátil;Robô escravo;Modelagem e controle de manipuladores;Controle proporcional-derivativo;Controle preditivo baseado em modelo;Requisitos de internet tátil;Manipulador UR5;Cinemática;Tactile internet;Predictive artificial intelligence;Tactile internet;Edge computing;Delay perception - tactile internet system;Tactile internet system;Slave robot;Modeling and control of manipulators;Proportional-derivative control;Model-based predictive control;Tactile internet requirements;UR5 manipulator;Kinematics;Touch internet
Issue Date: 24-Sep-2020
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: CARVALHO, Cleuves Cajé. Avaliação de soluções de inteligência artificial preditiva para um cenário de internet tátil. 2020. 108f. (Dissertação de Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2020. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/21871
???metadata.dc.description.resumo???: A internet está evoluindo para permitir interações físicas com objetos reais ou virtuais de maneira remota. Esse novo paradigma é conhecido como Internet Tátil, que requer uma latência fim-a-fim de 1 ms. Com o objetivo de diminuir a percepção do atraso em um sistema de internet tátil, abordagens de inteligência artificial preditiva devem ser investigadas. Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de um sistema para simulação e avaliação de abordagens de inteligência artificial preditiva e controle em um cenário de Internet Tátil. Os componentes bases do sistema são apresentados, e detalhes a respeito do fluxo de controle e projeto das aplicações são fornecidas. Além disso, é realizada a modelagem e controle remoto do manipulador adotado como robô escravo. São propostas duas abordagens de controle para o sistema desenvolvido: controle Proporcional-Derivativo (PD) e controle Preditivo Baseado em Modelo, Model Predictive Control (MPC). Resultados de simulações experimentais das abordagens de controle (no sistema desenvolvido) são apresentados, validando e enfatizando o desempenho do sistema. O controlador PD apresentou melhor desempenho, visto a sintonia dos seus parâmetros por algoritmo genético. Abordagens de predição são investigadas e uma abordagem de predição com uma rede neural artificial baseada em modelo autorregressivo com entradas exógenas, Auto-regressive Exogenous (ARX), é avaliada utilizando o sistema desenvolvido. Resultados adquiridos da simulação comprovam a eficácia da abordagem na predição da resposta do modelo escravo sobre atraso de comunicação no domínio da rede.
Abstract: The internet is evolving to allow physical interactions with real or virtual objects remotely. This new paradigm is known as Tactile Internet, which requires an end-to-end latency of 1 ms. In order to decrease the perception of delay in a tactile internet system, predictive artificial intelligence approaches should be investigated. This work proposes the development of a system for simulation and evaluation of predictive and control artificial intelligence approaches in a Tactile Internet scenario. The basic components of the system are presented, and details regarding the control flow and design of the applications are provided. In addition, modeling and remote control of the manipulator adopted as a slave robot is performed. Two control approaches are proposed for the developed system: Proportional-Derivative (PD) control and Model Predictive Control (MPC). Results of experimental simulations of the control approaches (in the developed system) are presented, validating and emphasizing the performance of the system. The PD controller showed better performance, given the tuning of its parameters by genetic algorithm. Prediction approaches are investigated and a prediction approach based on the Autoregressive Exogenous (ARX) artificial neural network is evaluated using the developed system. Results obtained from the simulation prove the effectiveness of the approach in predicting the response of the slave model on communication delay in the network domain.
Keywords: Inteligência artificial preditiva
Internet tátil
Computação de borda
Percepção de atraso - sistema de internet tátil
Sistema de internet tátil
Robô escravo
Modelagem e controle de manipuladores
Controle proporcional-derivativo
Controle preditivo baseado em modelo
Requisitos de internet tátil
Manipulador UR5
Cinemática
Tactile internet
Predictive artificial intelligence
Tactile internet
Edge computing
Delay perception - tactile internet system
Tactile internet system
Slave robot
Modeling and control of manipulators
Proportional-derivative control
Model-based predictive control
Tactile internet requirements
UR5 manipulator
Kinematics
Touch internet
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/21871
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

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