mestrando gabriel g. detoni orientador prof. dante barone controle para futebol de robôs utilizando...
TRANSCRIPT
![Page 1: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/1.jpg)
Mestrando Gabriel G. DetoniOrientador Prof. Dante Barone
Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento ParaleloSeminário de Andamento
![Page 2: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Trabalho Desenvolvido• Trabalhos Relacionados• Situação e Resultados• Cronograma
![Page 3: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Trabalho Desenvolvido• Trabalhos Relacionados• Situação e Resultados• Cronograma
![Page 4: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Contexto
• Robocup– Small Size League (SSL)
• Processamento paralelo– Tipos de paralelismo de tarefas: temporal e
espacial– Modelos de programação: troca de mensagens e
variáveis compartilhadas
![Page 5: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Trabalho Desenvolvido• Trabalhos Relacionados• Situação e Resultados• Cronograma
![Page 6: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Motivação
• Importância do processamento paralelo na atualidade.
• Evoluções no futebol de robôs.• Complexidade da modelagem de sistemas
orientados ao processamento paralelo.
![Page 7: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Trabalho Desenvolvido• Situação e Resultados• Cronograma
![Page 8: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Trabalho Desenvolvido
• Utilizar processamento paralelo como uma forma para habilitar melhorias de desempenho
• Estabelecer um modelo de programação eficiente e com suporte a diferentes escalas
• Desenvolver um sistema de controle eficaz– Validar a hipótese e trazê-la ao mundo de futebol
de robôs
![Page 9: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Programação voltada ao paralelismo
• Problemas de software paralelos– Comunicação entre threads (sincronização)• Troca de mensagens• Variáveis compartilhadas
– Gargalos de pipeline• Evitado balanceando-se o processamento de cada
tarefa– Escalabilidade
![Page 10: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Modelagem do Sistema de Controle
• Como obter paralelismo evitando ao máximo os problemas da execução assíncrona?– Dividindo o sistema em tarefas independentes– Quando há dependência, balanceando-se as
tarefas para evitar gargalos– Utilizando um mecanismo de comunicação
eficiente– Utilizando um modelo de programação escalável
![Page 11: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Modelagem do Sistema de Controle
• Divisão de tarefas inspirada em campeões da Robocup 1
1 KRIENGWATTANAKUL, A. Plasma-z 2008 Team Description Paper. Robocup, 2008.
![Page 12: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Modelagem do Sistema de Controle
• Favorável ao Paralelismo Temporal (pipeline)– Divisão em níveis balanceados, dependentes uns
dos outros
![Page 13: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Modelagem do Sistema de Controle
• Favorável ao Paralelismo Temporal (pipeline)– Divisão em níveis balanceados, dependentes uns
dos outros
![Page 14: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Modelagem do Sistema de Controle
• Paralelismo Espacial– Divisão de cada nível em tarefas paralelizáveis com
pouca interdependência• Jogadas executadas por grupos de jogadores distintos• Movimentos executados por jogadores individualmente• Monitoramento do estado do jogo
![Page 15: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Modelo EC
• Extensão do modelo de programação baseado em troca de mensagens ou coordenação
• Inspirado em modelos biológicos– Processamento paralelo distribuído2
– Redes neurais• Entidades Conexionistas (EC)• Mensagens são também chamadas estímulos.
2 MCCLELLAND, J. L.; RUMELHART, D. E.; HINTON, G. E. The Parallel Distributed Processing Perspective
![Page 16: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Modelo EC
• Diagrama de duas entidade e suas conexões
W corresponde à influencia que uma conexão possui no estado de ativação da entidade.
![Page 17: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Modelo EC: características da comunicação
• Blocking Receive– Executa apenas se houver dados para processar.
• Non-blocking Send– Envia dados produzidos e continua o processamento das
entradas.• Garantia de ordem• Quanto a fairness
– Todas as mensagens enviadas podem ser recebidas porém para garantir balanceamento da execução das tarefas, o buffer de entrada é limitado, de forma que mensagens antigas podem ser descartadas para dar lugar às novas.
![Page 18: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Modelo EC: rotina de comunicação
• Modelo de dados utiliza tipos complexos.
• Mensagens são enviadas para todos os receptores vinculados ao transmissor.
• Cada receptor opta por aceitar ou rejeitar uma mensagem com base em seu tipo (W).
Mensagem
Object<Stimulus>: Dados
String: Tipo
![Page 19: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Sistema de controle EC
• Algoritmos de execução:
![Page 20: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Sistema de controle EC
• Topologia de uma Jogada:
![Page 21: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Plano de Testes
• Speedup e Eficiência do modelo EC– Execução em computadores com múltiplas CPUs
variando a afinidade do processo.– Teste em uma maquina com SMT (Hyper-
threading)• Testes funcionais do sistema de controle
baseado em EC– Validar autonomia do sistema e a eficácia da
execução das jogadas desenvolvidas
![Page 22: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Trabalho Desenvolvido• Trabalhos Relacionados• Situação e Resultados• Cronograma
![Page 23: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Trabalhos Relacionados
• KITANO, H.; HENDLER, J. (Eds.). Massivelly Parallel Artificial Intelligence. [S.l.]: AAAI Press, 1994.– Conecta o desempenho das maquinas paralelas
disponíveis atualmente e as oportunidades disto para a Inteligência Artificial concluindo que o desempenho só é obtido se o sistema for pensado desde seu projeto para ser executado de forma paralela.
![Page 24: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Trabalhos Relacionados
• GUNDOJU, V.; MINOURA, T. Distributed Observable/Observer: A Distributed Real-Time Object-Communication Mechanism. The First IEEE International Symposium on Object-Oriented Real-Time Distributed Computing. 1998. p. 358.– Propõe um framework com características em
comum com as propostas no modelo EC.
![Page 25: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Trabalhos Relacionados
• MCCLELLAND, J. L.; RUMELHART, D. E.; HINTON, G. E. The Parallel Distributed Processing Perspective. 1983.– Apresenta um modelo lógico generalizado de um
sistema inteligente com várias semelhanças com a estrutura que foi desenvolvida para o sistema de controle de futebol de robôs em questão.
![Page 26: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Trabalhos Relacionados
• KIELMANN, THILO. Objective Linda: A Coordination Model for Object-Oriented Parallel Programming. 1997– Propõe a implementação do modelo LINDA
orientado a objetos sendo. Um framework que utiliza um mecanismo implícito de troca de mensagens.
![Page 27: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Trabalho Desenvolvido• Trabalhos Relacionados• Situação e Resultados• Cronograma
![Page 28: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Situação e Resultados
• Testes em uma aplicação simplificada
![Page 29: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Resultados
• Tempo de execução
![Page 30: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Resultados
• Speedup e eficiência
![Page 31: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Trabalhos Futuros
• Utilização do modelo EC com topologia dinâmica e adaptativa.– Aprendizado– Técnicas de redes neurais artificiais
• Aplicação do sistema de controle ao time de robôs da UFRGS.
![Page 32: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Agenda
• Visão Geral• Motivação• Trabalho Desenvolvido• Situação e Resultados• Cronograma
![Page 33: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Cronograma 2009 2010Ação 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6
Revisão bibliográfica sobre o estado da arte em futebol de robôs.
Revisão bibliográfica sobre o padrões técnicos recomendados para processamento paralelo de informações. Desenvolvimento de um simulador de futebol de robôs.
Planejamento de uma arquitetura e sua subseqüente aplicação no desenvolvimento de um time de futebol de robôs.
Coleta de resultados
Reuniões Periódicas com o Prof. Orientador
Seminário de Andamento
Redação e revisão da dissertação
Entregar a dissertação
Defender a dissertação
![Page 34: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/34.jpg)
34
2009 2010Ação 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6
Revisão bibliográfica sobre o estado da arte em futebol de robôs.
Revisão bibliográfica sobre o padrões técnicos recomendados para processamento paralelo de informações. Desenvolvimento de um simulador de futebol de robôs.
Planejamento de uma arquitetura e sua subseqüente aplicação no desenvolvimento de um time de futebol de robôs.
Coleta de resultados
Reuniões Periódicas com o Prof. Orientador
Seminário de Andamento
Redação e revisão da dissertação
Entregar a dissertação
Defender a dissertação
Cronograma
![Page 35: Mestrando Gabriel G. Detoni Orientador Prof. Dante Barone Controle para Futebol de Robôs Utilizando Processamento Paralelo Seminário de Andamento](https://reader037.vdocuments.pub/reader037/viewer/2022102620/570638561a28abb8238fb396/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Perguntas e Respostas