Desenvolvimento de controlador baseado em aprendizado emocional profundo

Abstract

Os controladores biologicamente inspirados demonstram grande êxito em diversas aplicações, principalmente em situações que apresentam perturbações e incertezas nas dinâmicas do sistema. Nos últimos tempos, surgiram diversos trabalhos concernentes à área do aprendizado do cérebro humano, permitindo assim o surgimento de novas teorias e aplicações na engenharia de controle. Nesse âmbito, controladores baseados no aprendizado emocional que ocorre no cérebro humano são capazes de oferecer novos recursos e resultados satisfatórios em termos da dinâmica de resposta de controle. Este tipo de controlador é associado a capacidade de reação dos seres humanos aos estímulos sensoriais externos e ao consequente dilema entre a decisão baseada na emoção ou razão. Todavia, a concepção e o comissionamento deste tipo de controlador ainda representam um grande desafio para os pesquisadores, uma vez que é necessário a determinação de alguns sinais característicos a este sistema (estímulos), os quais podem variar de aplicação para aplicação. Portanto, a utilização de novas ferramentas matemáticas e computacionais podem oferecer os recursos necessários para a melhora de desempenho deste seguimento de controlador. Nesse sentido, o presente trabalho propõe a utilização de algoritmos baseados em aprendizado por reforço, associados aos recentes avanços na área do aprendizado profundo das redes neurais, tendo por objetivo a elaboração de novas arquiteturas que permitam a este controlador atingir uma maior generalização em sua aplicação, bem como fornecer uma alternativa viável aos modelos tradicionais em uso. Além disso, é proposta uma metodologia para o desenvolvimento, comissionamento e uso final desta nova proposta de controlador emocional, destacando-se as ferramentas e recursos necessários a esta tarefa. Por fim, a partir de diversos resultados de simulações experimentais, bem como aplicação real, busca-se demonstrar a eficácia da proposta da união do controlador emocional e os recursos advindos da teoria do aprendizado por reforço profundo.