A Robótica tem avançando significativamente nas últimas décadas, chegando a apresentar produtos comerciais, como robôs aspiradores de pó e quadricópteros. Com a integração cada vez maior de robôs em nossa sociedade, mostra-se necessário o desenvolvimento de métodos de interação entre pessoas e robôs para gerenciar o convívio e trabalho mútuo. Existem alguns trabalhos na literatura que consideram o posicionamento socialmente aceitável de um robô, acompanhando um indivíduo, mas não consideram o caso de uma equipe de robôs navegando com uma pessoa considerando aspectos de proxêmica. Nesta tese, são propostas várias estratégias de acompanhamento de um humano por um time de robôs social, que são bioinspiradas por serem baseadas em técnicas de inteligencia coletiva e comportamento social. Experimentos simulados são apresentados visando comparar as técnicas propostas em diversos cenários, destacando-se as vantagens e desvantagens de cada uma delas. Experimentos reais permitiram uma análise da percepção das pessoas em interagir com um ou mais robôs, demonstrando que nenhuma diferença na impressão dos indivíduos foi encontrada. / The field of Robotics have been advancing significantly on the last few decades, presenting commercial products like vacuum cleaning robots and autonomous quadcopter drones. With the increasing presence of robots in our routine, it is necessary to develop human-robot interaction schemes to manage their relationship. Works that deal with a single robot doing a socially acceptable human following behavior are available, but do not consider cases where a robot team walks with a human In this thesis, it is presented a solution for social navigation between a human and a robot team combining socially aware human following techniques with a multirobot escorting method, generating four bioinspired navigation strategies based on collective intelligence and social behavior. Experiments comparing these four strategies on a simulated environment in various scenarios highlighted advantages and disadvantages of each strategy. Moreover, an experiment with real robots was made to investigate the difference on perception of people when interacting with one or three robots, and no difference was found.

Orientador: Prof. Dr. Wagner Tanaka Botelho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2017. / Os avanços tecnológicos realizados na robótica móvel ao longo do tempo requereram o estudo e desenvolvimento de robôs cada vez mais autônomos e complexos, capazes de se adaptarem aos ambientes e condições que lhe são impostas. Contudo, dependendo do objetivo a alcancar, torna-se mais efetivo a utilização de uma maior quantidade de robos menores e mais simples, com capacidade cooperativa, resultando em um sistema escalavel e menos suscetývel a falhas gerais, denominado Sistema Multirrobotico (SMR). Tendo um SMR como objeto de estudo principal, este trabalho consiste no desenvolvimento de uma arquitetura multirrobotica descentralizada para o controle de posição e formação utilizando quadricopteros. A arquitetura é composta por n quadricopteros virtuais, implementados no software de simulação Gazebo e um quadricoptero real. O Robot Operating System (ROS) controla todos os quadricopteros, alem de gerenciar a comunicação entre os agentes roboticos. Um ponto importante é que, visando a diminuição dos custos do projeto, foi utilizado apenas um quadricoptero real, uma vez que somente um é necessário para validar a integração entre os mundos virtual e real. Para o controle de posição e formação foram propostos modelos matematicos que determinam as trajetorias dos n quadricopteros em formação linear, formação de figuras poligonais com troca de posição e formação de figuras poligonais com troca de posição e ponto de referencia movel. Nas simulações, foi possivel observar o deslocamento dos quadic'opteros em formação, validando os modelos matematicos. Por'em, no experimento real, a trajetoria no controle de formação foi parcialmente observada devido a alguns problemas apresentados na estrutura do quadricoptero e tambem por não possuir um sistema de sensoriamento no ambiente real. Apesar desses problemas, a integração entre os mundos virtual e real também foi validada. / The technological advances made in mobile robotics over time have required the study and development of robots that are increasingly autonomous and complex, capable of adapting to the environments and conditions that are imposed on them. However, depending on the goal to be achieved, it becomes more e.ective to use a larger number of smaller and simpler robots with cooperative capability, resulting in a scalable system that is less susceptible to general failures, called Multi-Robot Systems (MRS). Considering a MRS as the main study, the main target in this work is to develop a descentralized multi-robot architecture for position control using quadcopters. The architecture consists of n virtual quadcopters, implemented on the Gazebo simulation software and a real quadcopter. The Robot Operating System (ROS) controls all quadcopters as well as managing communication between them. In order to reduce the project costs, only one real quadcopter was used, since it is enough to validate the integration between the virtual and real worlds. The mathematical models were proposed to calculate the paths of the quadcopters in linear formation, formation of polygonal figures with rotation and formation of polygonal figures with rotation and mobile reference point. In the simulations, it was possible to observe the displacement of the quadcopters in formation, validating the mathematical models. However, in the real experiment, the trajectory in the formation control was partially observed due to some limitations presented on the quadcopter structure. Also, the sensing system was not available in the real environment. Despite these problems, the integration between the virtual and real worlds has also been validated.