Este trabalho apresenta um modelo para uma classe de sistemas dinâmicos complexos artificiais, baseado em objetos matemáticos chamados íntegrons. Íntegrons são subsistemas abertos quase independentes (interagem entre si e com o ambiente), definidos recursivamente e organizados de modo "bottom-up" conforme uma arquitetura hierárquica e descentralizada, representada por um grafo do tipo árvore. O conceito de hierarquia é aqui utilizado no sentido de que cada íntegron é constituído a partir da integração de alguns componentes e também, por sua vez, pode se integrar a outros componentes, gerando sistemas mais complexos. Em um sistema completamente integrado, um único íntegron pode representar todo o sistema, condensando as propriedades e interações realizadas a partir de um conjunto de alguns tipos de componentes primitivos quase independentes. Os íntegrons matemáticos emulam o comportamento complexo e autônomo de organismos biológicos multicelulares (íntegrons biológicos) e interagem entre si e com o ambiente através de restrições de controle e mecanismos de comunicação baseados na teoria de controle supervisório de sistemas a eventos discretos. A arquitetura baseada em íntegrons constitui uma base formal para o projeto de robôs autônomos, sistemas multirobôs, CIM ("Computer Integrated Manufacturing") e edifícios inteligentes. Estes sistemas operam normalmente em ambientes não estruturados e devem possuir um vasto repertório de propriedades e mecanismos eficientes de reação e interação para cumprir seu objetivo ou missão. Para que um sistema dinâmico apresente um comportamento desejado coerente com um determinado ambiente, é necessário que cada íntegron participe comdeterminadas propriedades locais na formação da estrutura global. Novas propriedades em um determinado nível resultam da integração entre subsistemas preexistentes de nível inferior. O modelo proposto introduz novos conceitos sobre complexidade ) artificial, uma nova classe de autômatos (autômatos integrados), uma extensão de redes de Petri baseada em componentes integrados (redes GHENeSys integradas), além de operadores matemáticos de sincronismo, concorrência e observação de íntegrons. Finalmente, alguns princípios são discutidos visando a elaboração futura de uma metodologia de projeto para sistemas complexos artificiais, em particular veículos autônomos. A arquitetura baseada em íntegrons e a síntese de um sistema de controle integrado e de seus componentes são ilustradas pelo estudo do comportamento e da emergência de propriedades de um veículo autônomo interagindo com um ambiente complexo. Trabalhos anteriores mostraram o projeto baseado em íntegrons para sistemas de automação predial.

This work presents a model for a class of artificial complex dynamic systems, based on mathematical objects called integrons. Integrons are recursively defined open subsystems (interacting with the environment), organized bottom-up according to atree-like hierarchical and decentralized architecture. The concept of hierarchy is here utilized in the sense of that each integron is constituted from the integration of some components and it can also be integrated with other components, yielding more complex systems. A single integron can represent a whole integrated system obtained from the interactions of some types of almost independent primitive components. The mathematical integrons emulate the complex and autonomous behavior of multicellular biological organisms (biological integrons). They interact with each other and with the environment through control restrictions and communication mechanisms based on the supervisory control theory of discrete event systems. The integron-based architecture constitutes a formal basis for the design of autonomous robots, multirobot systems, CIM (Computer Integrated Manufacturing) and intelligent buildings. These systems usually operate in unstructured environments and must possess a rich repertoire of properties and efficient mechanisms of reaction and interaction to accomplish their mission objectives. In order to obtain a global desired behavior accepted by an environment, each integron must participate with requiredlocal properties in the formation of the whole structure. New properties of superior level result from the integration of preexistent subsystems at each level. The model proposed introduces new concepts about artificial complexity, a new class of automata (integrated automata), a Petri net extension based on integrated components (integrated GHENeSys nets) and mathematical operators for integron synchronism, concurrency and observation. Finally, some principles are discussed, aiming at developing, in a future work, a design methodology for artificial complex systems, in particular autonomous vehicles. The integron-based architecture and the synthesys of an integrated control system and its components are illustrated by the study of the behavior and the emergency of properties in a autonomous vehicle interacting with a complex environment. Several works have shown the integron-based design forbuilding automation systems.