The NTNU Cyborg 4.0 The Behaviour Module & Behaviour Trees

Abstract

Prosjektet NTNU Cyborg has som mål å muliggjøre kommunikasjon mellom en robot og levende nerveceller. Cyborgen vil da fungere som en maskot for NTNU og instituttene som deltar i prosjektet. Denne oppgaven bidrar med inkrementelle forbedringer til robotikkdelen av prosjektet i tillegg til å undersøke fremtidige løsninger for Cyborgen.

Mange studenter har jobbet på prosjektet siden opprettelsen av prosjektet, og har implementert utallige deler, både programvare og maskinvare. På grunn av dette bruker mange av de tidligere delene biblioteker som ikke lengre blir videreutviklet. For å få Cyborgen over på nyere programvare, da spesielt Ubuntu 20.04 Focal Fossa og ROS Noetic Ninjemys, kreves det mye arbeid og dette har blitt evaluert i tillegg til om det er verdt å oppdatere. En fil som inneholder alle biblioteker som brukes har blitt laget og den fungerer som dokumentasjon på biblioteker og hvilke versjoner som brukes. Videre fungerer den som et skript som kan kjøres for å installere alt som trengs for å kjøre Cyborgen på en ny pc. På begynnelsen av arbeidet ble det tatt en evaluering av Cyborgen for å gjøre rede på hva det var ønskelig at det ble jobbet med, eventuelt om noe skulle fjernes. Denne oppgaven undersøker også bruken av adferdstrær på Cyborgen og om de kan erstatte oppførselsmodulen som er i bruk nå. En enkel implementasjon av et tre ble laget, men det er ikke klart til å fullstendig erstatte den nåværende modulen. Modulen bruker en liste med forhåndsbestemte oppførsler, men bare en håndfull av disse hadde PAD verdier å sende som tilbakemelding til følelses modulen etter at de var utført. Alle har nå fått PAD verdier, med unntak av noen få hvor de ikke er nødvendige. Bruken av farger og hvordan de påvirker folks oppfatning av Cyborgen og hvilke følelser de kan utløse ble undersøkt. Denne undersøkelsen kan fungere som et oppslagsverk for fremtidige anvendelse av farger i implementasjoner av oppførsel og animasjoner for LED-hodet til Cyborgen.

The NTNU Cyborg project aims to create a cyborg by enabling communication between a robot and living nerve cells. This cyborg will then become a mascot for both the Norwegian University of Science and Technology and the departments involved. This thesis adds incremental improvements to the robotics part of the project, while also investigating the future possibilities of the Cyborg.

Since the project's creation, many students have created and implemented numerous parts, both hardware and software. Because of this, many of those older implementations use libraries that have reached their end of life. The amount of work needed to bring the Cyborg up to date with the latest releases of those dependencies and for it to use Ubuntu 20.04 Focal Fossa and ROS Noetic Ninjemys has been evaluated. A file listing all the Cyborg's dependencies and software has been created. This file doubles as documentation, listing all libraries and their versions needed, and as a setup script for installing the Cyborg on a new system. In studying the possibilities of upgrading the software and collecting all libraries, a reevaluation of the Cyborg as it was at the onset of this thesis was done. As this thesis studies the use of behaviour trees on the Cyborg, the behaviour module has been examined. Because the behaviour trees are not ready to replace the current module, the list of behavioural presets has been expanded and they have had PAD values added. Different behaviour tree libraries were investigated and they were compared to the library used on the Cyborg previously. The usage of colour and how it impacts people's perception of the Cyborg and emotions they can trigger was studied. This lays a groundwork and works as a reference work for future application of colour in implementing behaviours and interpreters for the LED-dome.