Towards autonomous navigation: nonlinear observers for simultaneous localization and mapping and secure formation control
| Promotie: | Dhr. M. Marcantoni |
| Wanneer: | 20 mei 2025 |
| Aanvang: | 12:45 |
| Promotors: | K. (Kerstin) Bunte, Prof, B. (Bayu) Jayawardhana, Prof, M. (Michael) Biehl, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Autonome navigatie met onvolledige informatie en privacy
Autonome navigatie is een fundamentele vaardigheid voor mobiele robots. Hiervoor hebben robots sensoren nodig om hun omgeving en beweging te detecteren, actuatoren om te bewegen en een cognitief systeem om te redeneren en te plannen. In zijn proefschrift onderzoekt Matteo Marcantoni twee verschillende problemen met betrekking tot autonome navigatie. Het eerste probleem is hoe je een onbekende omgeving in kaart kunt brengen en jezelf kunt lokaliseren als de sensoren slechts onvolledige informatie geven. Denk aan een camera, je kunt alleen relatieve hoeken ten opzichte van objecten meten, maar geen relatieve afstanden. Dit probleem is moeilijk op te lossen omdat de robot minder gegevens heeft om mee te werken. Marcantoni presenteert nieuwe niet-lineaire waarnemers als oplossing en toont hun effectiviteit aan door middel van wiskundige analyse, meerdere simulaties en experimenten met een autonome drone.
Het tweede probleem gaat over het waarborgen van privacy en veiligheid wanneer een vloot robots computers van derden gebruikt om berekeningen uit te voeren. Denk aan clouddiensten. In dit geval moet de vloot een bepaalde vorm behouden tijdens het navigeren. Dit probleem heet secure formation control en een eerder werk heeft het opgelost door een speciaal versleutelingsschema te gebruiken in combinatie met een nieuwe quantizer. Deze methode werkt omdat het versleutelingsschema het mogelijk maakt om direct wiskundige bewerkingen uit te voeren op de versleutelde gegevens. Marcantoni analyseert de effectiviteit van deze oplossing door middel van wiskundige analyse en simulatie.
Matteo Marcantoni voerde zijn onderzoek uit bij het Bernoulli Institute for Mathematics, Computer Science and Artificial Intelligence, afdeling Intelligente Systemen, met financiering van NWO.