Requirements for building an ontology for autonomous robots

Abstract

Propósito

El Grupo de Trabajo sobre Ontologías de Robótica y Automatización del IEEE se dividió en subgrupos que estaban a cargo del estudio de la robótica industrial, la robótica de servicios y robótica autónoma. Este documento tiene como objetivo presentar el trabajo en curso desarrollado por el subgrupo de robótica autónoma (AUR). Este grupo tiene como objetivo ampliar la ontología fundamental para la robótica y la automatización para representar conceptos y axiomas más específicos que se utilizan comúnmente en robots autónomos.

Diseño / metodología / enfoque

Se describen diversos conceptos para robots aéreos, robots y robots submarinos de tierra. Los componentes de un sistema autónomo se definen, como las plataformas robóticas, actuadores, sensores, control, estimación de estado, planificación de trayectorias, la percepción y la toma de decisiones.

Recomendaciones

AUR ha identificado los conceptos básicos y los dominios necesarios para crear una ontología para robots autónomos.

Implicaciones prácticas

AUR se dirige a crear una ontología estándar para representar el conocimiento y el razonamiento necesario para crear sistemas autónomos que comprenden los robots que pueden operar en el aire, el suelo y los entornos subacuáticos. Los conceptos en la ontología desarrollada dotarán a un robot con autonomía, es decir, dotarán a los robots con la capacidad de realizar tareas deseadas en entornos no estructurados y sin guía humana explícita continua.

La originalidad / valor

La creación de un estándar para la representación del conocimiento en robótica autónoma tendrá un impacto significativo en todos los dominios de Inteligencia Artificial, como en la transmisión de conocimientos entre los agentes, incluidos los robots autónomos y los seres humanos. Esto tiende a facilitar la comunicación entre ellos y también proporcionar capacidades de razonamiento que implican el conocimiento de todos los elementos que utilizan la ontología. Esto dará lugar a la mejora de la autonomía de los sistemas autónomos. La autonomía tendrá un impacto considerable sobre cómo los robots interactúan con los seres humanos. Como resultado, el uso de robots se beneficiarán aún más nuestra sociedad. Muchas de las tareas tediosas que actualmente sólo pueden ser realizadas por los seres humanos serán realizadas por robots, lo que mejorará aún más la calidad de vida. A lo mejor de la authors'knowledge, AUR es el primer grupo que adopta un enfoque sistemático para desarrollar ontologías que consisten en conceptos y axiomas específicos que se usan comúnmente en robots autónomos.

Purpose

IEEE Ontologies for Robotics and Automation Working Group were divided into subgroups that were in charge of studying industrial robotics, service robotics and autonomous robotics. This paper aims to present the work in-progress developed by the autonomous robotics (AuR) subgroup. This group aims to extend the core ontology for robotics and automation to represent more specific concepts and axioms that are commonly used in autonomous robots. Design/methodology/approach

For autonomous robots, various concepts for aerial robots, underwater robots and ground robots are described. Components of an autonomous system are defined, such as robotic platforms, actuators, sensors, control, state estimation, path planning, perception and decision-making. Findings

AuR has identified the core concepts and domains needed to create an ontology for autonomous robots. Practical implications

AuR targets to create a standard ontology to represent the knowledge and reasoning needed to create autonomous systems that comprise robots that can operate in the air, ground and underwater environments. The concepts in the developed ontology will endow a robot with autonomy, that is, endow robots with the ability to perform desired tasks in unstructured environments without continuous explicit human guidance. Originality/value

Creating a standard for knowledge representation and reasoning in autonomous robotics will have a significant impact on all R&A domains, such as on the knowledge transmission among agents, including autonomous robots and humans. This tends to facilitate the communication among them and also provide reasoning capabilities involving the knowledge of all elements using the ontology. This will result in improved autonomy of autonomous systems. The autonomy will have considerable impact on how robots interact with humans. As a result, the use of robots will further benefit our society. Many tedious tasks that currently can only be performed by humans will be performed by robots, which will further improve the quality of life. To the best of the authors knowledge, AuR is the first group that adopts a systematic approach to develop ontologies consisting of specific concepts and axioms that are commonly used in autonomous robots.