《物联网中协同机器人的自适应任务规划》295页博士论文，马德里理工大学

近年来，由于机器人技术所依赖的各种技术的进步所带来的推动力，人们对机器人技术的兴趣越来越大。在机器人技术发展的所有方面中，最相关的一个是与自主机器人技术有关的，即机器人能够在最小的人为干预下执行指定任务。一个简单的例子是现在常见的无人驾驶飞行器（UAV），它能够在各点之间飞行，而不需要人去执行驾驶任务。这种在最小的人类干预下执行指定任务的能力，在那些在恶劣的、危险的、甚至遥远的环境中执行的任务中具有主要优势。

使用这种类型的机器人的通常工作方式是从定义一些目标开始的，这就是所谓的任务。定义一个计划来实现任务目标。在这种情况下，计划的定义仅限于机器人必须执行的一系列行动，没有其他的执行分支。当有可能控制执行计划的环境条件时，这种方法是可以接受的。然而，对使用自主机器人更感兴趣的环境，如有危险或相当远的距离，通常是开放的。这意味着在这些环境中可能会出现妨碍正确执行计划的情况，有必要使任务适应这些情况。

传统上，当出现阻碍计划执行的情况时，任务的调整有两种方式：

1.将适应能力委托给机器人。

2.更新任务计划，要么调整它，要么为发现的情况创建一个新的计划（重新规划）。

这两种选择都有其缺点。一方面，授权并不总是可能的，远非易事。而且，即使在那些可以将某种适应能力委托给机器人的情况下，仍然有可能出现机器人无法适应的情况。另一方面，更新任务计划是一个耗时的过程，这将对任务的完成产生负面影响。此外，如果几个机器人合作参与一项任务，有可能其中一个机器人检测到的情况需要为其他人调整计划。而无论是授权，还是重新规划或计划修复都不包括这种可能性。

此外，在执行任务的过程中还可以检测到其他类型的情况，这些情况并不意味着需要调整计划，而是意味着存在着实现其他理想目标的机会。

本论文提出了在物联网（IoT）框架内对合作机器人的任务规划调整的贡献，其目标如下：1）定义一个改进的规划结构，与它的经典定义兼容，并允许使用现有的知识来预测可能的调整，以及识别原始计划之外的机会；2）定义一个任务管理的参考中间件架构，使用之前的结构，作为特定系统的具体架构设计的指南。

所定义的新结构，在本论文中称为 "战略"，包含了规划的经典结构，并辅以对构成规划的行动可能进行的分层分解，包括决策节点，以及对已确定的机会的备选计划的考虑。这个结构由一个任务管理的通用参考架构的建议来补充，在本论文中称为 "CoMMMA"。CoMMMA包括必要的功能，以促进对事件的适应和对机会的检测，与物联网（IoT）参考模型保持密切的关系。

作为概念的证明和建议的验证，该模型已被用于为SWARMs欧洲研究项目的架构定义一个任务管理器组件。SWARMs项目旨在扩大水下和水面自主机器人的使用，使用自主车辆在满足危险和距离条件的水下环境中执行任务。管理者组件采用了适用于该项目的具体要求的必要的CoMMMA概念，它已经在该项目的最终演示器中成功测试，获得了有希望的结果。

本论文提出的CoMMMA模型也被用于欧洲研究项目AFarCloud的架构的任务管理组件的设计中，该项目是在精准农业领域的框架下进行的，在撰写这些行文时正在等待评估。