Hierarchical Communication-Aware Motion Planning
- Reference number
- IPD23-0019
- Project leader
- Mavridis, Christos
- Start and end dates
- 240101-251231
- Amount granted
- 1 500 000 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
As society is increasingly investing on smart interconnected devices and fast high-band wireless technologies, there is an eminent need for new control designs for networked multi-agent systems over wireless channels. However, while motion planning algorithms today aim to find efficient methods to control multi-agent systems under different environments, most such approaches still rely on the unrealistic assumption of almost unlimited connectivity, putting excessively high demand on a wireless communication system that needs to facilitate the agent control in real applications. In this project, we aim to design a novel communication-aware motion planning architecture that will improve the performance and robustness of an interacting team of robots communicating over a 5G wireless network. Our approach will target two major contributions: (a) a novel and efficient hierarchical modeling and adaptation algorithm that identifies and continuously updates a hybrid network digital twin model describing the properties of a 5G network and its environment, and (b) a motion planning algorithm with dynamic interaction with the network, targeted towards real-time applications in which the requirements and radio resource demand of the network are neither fully known nor independent of the robot control algorithm. The output of the project is expected to be applicable to industrial settings and will leverage Ericsson’s and KTH's access to industrial testbeds for experimental evaluation.
Popular science description
Samhället investerar mer och mer i smarta uppkopplade apparater, såsom smarta telefoner, robotar och autonoma fordon. De utnyttjar den snabba kommunikationen i nya 5G- och 6G-nätverk, bland annat för att automatiskt styra grupper av samverkande robotar eller autonoma fordon som delar trafikutrymme. Befintlig teknik har visat sig fungera bra för att synkronisera både robotar och fordon, men för att få fördelarna med nya kommunikationsnätverk behöver ett antal nya problem hanteras. Detta projekt syftar till att utveckla ny teknik som kommer att möjliggöra säker och pålitlig drift av ett team av robotar som kommunicerar över 5G-nätverk. Dessa teknologier kan också överföras till andra typer av uppkopplade apparater. Vi kommer att använda nya resultat inom artificiell intelligens för att förbättra prestandan och tillförlitligheten för driften av ett team av robotar genom att låta dem lära sig och förstå egenskaperna hos kommunikationsnätverket. Till exempel genom att identifiera och dra fördel av områden där den trådlösa signalstyrkan är bättre, kommer robotarna att kunna anpassa hur de utför sina givna uppgifter så att de säkerställer anslutning hela tiden och får snabbare överföring av information. Detta kommer att resultera i ett mer tillförlitligt samarbete mellan robotarna och bättre utnyttjande av nätverksresurserna. Projektet förväntas resultera i ny programvara som kommer att kunna användas i industriella miljöer.