Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
198938		Self-organized flocking with a mobile robot swarm / Bir gezer robot oğulunun kendi kendine sürü halinde hareket etmesi Yazar:ALİ EMRE TURGUT Danışman: YRD. DOÇ. DR. BUĞRA KOKU ; YRD. DOÇ. DR. EROL ŞAHİN Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2008 133 s.
Bu tezde, bir gezer robot oğulunun, sürü halinde hareket etmesi (ing. flocking) incelenecektir. Başlangıçta, oğul robot sistemleri çalışmalarında kullanılmak üzere geliştirilmiş ve iki yeni algılama sistemi bulunduran gezer robot sistemi anlatılacaktır. Bunlardan birincisi, robotların yakın mesafedeki robotlar ile engelleri ayırmalarını sağlayan ve de bu cisimlerin robota göre mesafelerini ölçebilen kızıl-berisi algılama sistemidir. İkincisi ise, robotların diğer robotların yönünü sanal olarak ölçmesini sağlayan ve bir sayısal pusula ile iletişim biriminden oluşan sanal yön algılayıcısıdır (SYA). SYA, birçok farklı oğul-robot sistemlerinde kullanılabilecek ölçeklenebilir bir algılama sistemi olarak ortaya çıkmaktadır.Sürü halinde hareket davranışı, yön ayarlama ve mesafe koruma davranışları kullanılarak oluşturulmuştur. Bu davranış ilk başta yedi robot üzerinde smanmışır. Daha sonra davranışın içerisindeki denetim parametreleri kullanılarak dört farklı davranış biçimi elde edilmiş ve oluşturulan davranışlar tanımlanmış olan ölçütler kullanılarak değerlendiril-miştir. Davranışı yüksek sayıda robot kullanarak sınamak için robotun ve algılama sisteminin modelleri fizik-tabanh bir benzetimci üzerinde kullanılmak üzere çıkartılmış ve bu benzetimci üzerinde engelsiz ortamda modellenmiştir. Benzetimcinin sonuçlarının robotlardan elde edilmiş olanlarla uyumu gösterildikten sonra benzetimci içinde 1000 robot kullanılarak deneyleryapılmış ve önerilen davranışın ölçeklenebilir olduğu gösterilmiştir. Daha sonra denetim pa-rameterlerin değerleri ve SYA'nm algılama özellikleri değişimine karşı sürü halinde hareket davranışmdaki değişimler önerilmiş olan ölçütler kullanılarak araştırılmıştır. Bu deneylerden çıkan en önemli sonuçlardan bir tanesi akın davranışını gerçekleştiren oğulun grup büyüklüğünün SYA'nm iletişim mesafesine bağlı olmasıdır.Son olarak da sürü halinde hareket davranışında gözlemlenen faz değişimi, parçacık bazlı bir model kullanılarak modellenmiş ve model başarı ile değişik SYA algılama özellikleri karşısında davranışın tepkisini tahmin edebilmiştir. Model, analitik olarak çözülmüş ve modelin ön gördüğü sonuçlar fiziksel benzetimcide elde edilen sonuçlarla karşılaştırıl-mıştır.Anahtar Kelimeler: Oğul robot bilimi, Sürü halinde hareket, Kendi-kendine örgütlenme, Parçacık-bazlı modeller, Faz değişimi
in this thesis, we study self-organized fiocking using a swarm of mobile robots. We first present a mobile robot platform having two novel sensing systems developed specifîcally for swarm robotic studies. We describe its infrared-based short-range sensing system, capable of measuring the range to obstacles and detecting kin robots. in particular, we describe a novel sensing system called tlıe virtual heading sensor (VHS), which combines a digital compass and a wireless communication modüle to form a scalable method for sensing the relative headings of neighboring robots.We propose a behavior based on heading alignment and proximal control and show that it is capable of generating self-organized fiocking in a group of seven robots. Then, we propose a number of metrics to evaluate the quality of fiocking and use them to evaluate four main variants of this behavior. We characterize and model the sensing abilities of the robots and develop a physics-based simulator that is verified against the physical robots for fiocking in öpen environments. After showing in simulation that we can achieve fiocking in a group of up to 1000 robots in an öpen environment, we perform experiments to determine the performance of fiocking under different controller parameters and characteristics of VHS using the predefined metrics. in the experiments, we vary the three main characteristics of VHS, namely: (1) The amount and nature of noise in heading measurement, (2) The number of neighboring robots that can be "heard", and (3) the range of wireless communication. Ourresults show that range of communication is the main factor that determines the scale of flocking, and that the behavior is highly robust against the other two characteristics.We extend an existing particle-based model to determine the phase transition characteristics of of flocking under different VHS characteristics. An analytical treatment of the model is also presented and verified against the results obtained from experiments in a physics-based simulator.Keywords: Swarm robotics, Flocking, Self-organization, Phase Transition, Particle-based Modcls