Agent architecture of the CAMBADA robotics soccer team

Abstract

The software agent is the process where all the Artificial Intelligence resides and is responsible for taking high-level decisions. CAMBADA is the robotics soccer team of the IRIS research group, from IEETA, University of Aveiro, that participates in the Middle-Size League of RoboCup. Robotics is an emerging multidisciplinary area that joins computer science, electronics and mechanics and this thesis includes an overview on the general architecture of the CAMBADA robots, from hardware to software, over which all the presented work has been developed. In the competitions context, the reasoning capabilities define the success or the failure of a team. Given the high dynamism of the games, it becomes vital to take the correct decisions, at the right time and in a collaborative way. This thesis intends to improve the structure of the agent, from the code organization to the actual software architecture. A new behavior management model was developed and adopted for the competitions. The constant evolution of the Middle-Size League pushes teams to adapt to new rules each new year. In this context, some novel behaviors were developed and others have been refined in the new architecture. Moreover, for the creation, test and validation of these behaviors, the creation of a series of applications was needed for development, calibration and debugging. The new agent architecture provided a faster and more robust behavior development, and the improvements made on behaviours led to a better global performance of the team in the competitions.

O agente de software e o processo onde reside toda a componente de Inteligência Artificial, responsável por tomar as decisões de alto nível. CAMBADA é a equipa de futebol robótico do grupo de investigação IRIS, da unidade de investigação IEETA, da Universidade de Aveiro que participa na Liga dos Robôs Médios do RoboCup. A robótica é uma área multidisciplinar emergente que junta ciências da computação, eletrónica e mecânica e nesta tese está incluída uma explicação geral sobre a arquitetura dos robôs CAMBADA, desde o hardware ao software, sobre os quais foi desenvolvido todo o trabalho apresentado. No contexto de competição, a capacidade de raciocínio é o que define o sucesso ou o insucesso das equipas. Dado o dinamismo atual dos jogos, torna-se vital tomar as decisões corretas, no momento certo e em equipa. Com esta tese pretende melhorar-se a estrutura do agente, desde a organização do código a própria arquitetura de software. Um novo modelo de gestão de comportamentos foi desenvolvido e adotado para as competições. A constante evolução da Liga de Robôs Médios leva as equipas a terem de se adaptar a novas regras todos os anos. Neste contexto, alguns comportamentos foram desenvolvidos de raíz e outros foram melhorados na nova arquitetura. No entanto, para a criação, teste e validação destes comportamentos foi necessária a criação de aplicações de suporte ao desenvolvimento, calibração e de depuração. A nova arquitetura permitiu um desenvolvimento mais rápido e robusto de comportamentos, e os avanços nos comportamentos levaram a uma melhoria considerável no desempenho global da equipa em termos competitivos.