008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
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■020    ▼a9798380316118
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30631485
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a629.8
■1001  ▼aSangaralingam  Thangavelu,  Vivek.▼0(orcid)0000-0002-5751-1958
■24510▼aRobotic  Construction  Systems  in  Unstructured  Environments▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bCornell  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(50  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-03,  Section:  B.
■500    ▼aIncludes  supplementary  digital  materials.
■500    ▼aAdvisor:  Napp,  Nils.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Cornell  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aThe  research  presented  in  my  dissertation  is  dedicated  to  advancing  autonomous  construction  systems  with  a  specific  focus  on  enabling  the  design  and  implementation  of  highly  adaptable  multi-robot  construction  systems  in  unstructured  environments.  Throughout  this  research,  we  address  various  challenges  and  propose  innovative  methods  for  autonomous  construction  processes  in  diverse  scenarios  involving  both  single  and  multiple  robots.  Additionally,  we  explore  the  utilization  of  various  materials  and  adapt  to  different  communication  requirements  to  enhance  the  effectiveness  and  efficiency  of  construction  operations.  By  developing  advanced  algorithms  and  techniques,  we  empower  robots  to  autonomously  undertake  construction  tasks  that  were  previously  heavily  reliant  on  human  intervention.We  present  abstract  construction  models  that  enable  robots  with  different  construction  capabilities,  using  materials  of  different  physical  properties  and  sizes,  to  modify  unstructured  environments  in  a  distributed  system.  Our  reactive  approach  allows  robots  to  coordinate  and  add  material  to  the  same  structure,  and  each  robotic  agent  uses  an  abstract  model  of  the  environment  to  compute  legal  construction  steps  based  on  its  current  knowledge.  We  showcase  the  versatility  of  the  model  by  running  the  system  on  different  terrains  and  with  mixed  materials,  including  both  deformable  and  rigid  components.We  propose  construction  strategies  that  carefully  consider  the  geometric  and  physical  constraints  of  the  robots,  building  materials,  and  the  construction  workspace.  By  taking  these  factors  into  account,  our  strategies  enable  the  selection  of  feasible  building  actions,  allowing  for  the  construction  of  objects  with  significant  variation.  We  address  the  challenges  posed  by  irregular  shapes  and  diverse  construction  scenarios,  ensuring  that  our  approaches  are  adaptable  to  the  unique  characteristics  of  the  environment,  robots,  and  materials  involved.  By  integrating  communication  aspects,  we  enable  coordination  and  information  sharing  among  robots.  This  includes  direct  communication  as  well  as  indirect  communication  through  environmental  cues  using  the  concept  of  stigmergy.To  test,  validate,  and  evaluate  the  abstract  models  and  construction  approaches,  we  have  designed  and  built  robotics  systems  capable  of  manipulating  and  constructing  with  various  types  of  materials.  These  robotics  systems  serve  as  practical  implementations  of  our  theoretical  models.  Additionally,  we  developed  a  testing  environment  in  a  laboratory  setting  that  allows  us  to  easily  modify  the  construction  environment  and  adjust  the  level  of  complexity  to  assess  the  performance  of  our  construction  approaches.  Furthermore,  we  have  created  a  simulation  environment  that  enables  us  to  design  and  investigate  approaches  for  large-scale  construction  and  test  the  scalability  of  the  system.  Through  these  comprehensive  testing  and  evaluation  mechanisms,  we  ensure  the  robustness  and  effectiveness  of  our  abstract  models  and  construction  methods  in  different  scenarios  and  scales.In  summary,  this  research  contributes  to  the  development  of  autonomous  construction  systems  by  addressing  various  challenges  in  unstructured  environments.  The  investigations  include  the  automation  of  assembly  planning  processes,  property-driven  navigation  algorithms,  construction  models  for  heterogeneous  materials,  and  system  architectures  for  cooperative  construction  tasks.  These  contributions  pave  the  way  for  advancements  in  construction  automation,  enabling  efficient  and  effective  operations  in  remote  and  extreme  environments.
■590    ▼aSchool  code:  0058.
■650  4▼aRobotics.
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■650  4▼aAutomotive  engineering.
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■653    ▼aRobots
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■71020▼aCornell  University▼bElectrical  and  Computer  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-03B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0058
■791    ▼aPh.D.
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■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16934620▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
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