Физикомиметика
Физикомиметика — это основанный на физике роевой (вычислительный) интеллект. Это слово происходит от слов физике (φυσική, по-гречески «наука о физике») и мимесис (μίμησις, по-гречески «подражание»).
Обзор
[ редактировать ]В ответ на растущую обеспокоенность тем, что одиночные монолитные роботизированные транспортные средства являются дорогими, хрупкими и уязвимыми, возникла тенденция к развитию распределенных сетей небольших и недорогих транспортных средств. Способность этих сетей динамически отслеживать и определять условия окружающей среды, сохраняя при этом экономическую эффективность, надежность и гибкость, считается одним из их главных преимуществ.
Динамические сенсорные сети критически необходимы для различных задач, таких как поиск и спасение, наблюдение, защита периметра, обнаружение и картографирование химических и биологических опасностей, виртуальные космические телескопы, автоматизированная сборка микроэлектромеханических систем и медицинская хирургия (например, с помощью наноботов). .
Основная технология, используемая для достижения этих целей, представляет собой новый подход, называемый «искусственной физикой» или «физикомиметикой». С помощью физикомиметики роботы-агенты воспринимают искусственные физические силы и реагируют на них. Путем синтеза соответствующих виртуальных сил можно эффективно достичь различных важных действий, связанных с выполнением задач, таких как распределенные антенны в форме решетки, защита периметра и динамическое наблюдение. Более того, системы самоорганизуются, могут самовосстанавливаться и устойчивы к сбоям. [1] [2] [3] Недавно парадигма была адаптирована для оптимизации функций. [4] [5] [6] [7]
Мотивацией такого подхода является то, что любая система, созданная с использованием законов физики, поддается использованию всего спектра инструментов эмпирического, аналитического и теоретического анализа, используемых физиками. Этот подход был впервые представлен профессорами Уильямом Спирсом и Дианой Спирс в Лаборатории военно-морских исследований и Университете Вайоминга. Первая статья об этом подходе была опубликована ими в 1999 году на Международной конференции IEEE по информации, разведке и системам. и название было «Использование искусственной физики для управления агентами». [8]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Спирс В., Спирс Д., Хаманн Дж., Хейл Р. « Распределенное, основанное на физике управление группами транспортных средств ». Автономные роботы 17, 137–162 (2004).
- ^ Эллис К., Виганд Р.П. « Ограничения срабатывания и искусственное физическое управление ». Материалы Девятая международная конференция по параллельному решению проблем природы, 389–398 (2008 г.)
- ^ Казади С., Ли Дж. Р., Ли Дж. « Искусственная физика, роевая инженерия и гамильтониан метод ». Материалы Всемирного конгресса по инженерным и компьютерным наукам, 623–632 (2007 г.)
- ^ Се, Л.П., Цзэн, Дж.К., Цуй, Ж.Х. « Использование искусственной физики для решения глобальных задач оптимизации ». 8-я Международная конференция IEEE по когнитивной информатике, 502–508 (2009 г.)
- ^ Се, Л.П., Цзэн, Дж.К. « Глобальная оптимизация, основанная на основах физикомиметики ». Всемирный саммит по генетическим и эволюционным вычислениям, 609–616 (2009 г.)
- ^ Мо, С.М., Цзэн, Дж.К. « Анализ производительности алгоритма оптимизации искусственной физики с простыми топологиями окрестностей ». Международная конференция по вычислительному интеллекту и безопасность, 155–160 (2009).
- ^ Ван Ю., Цзэн Дж. К. « Алгоритм многокритериальной оптимизации, основанный на оптимизации искусственной физики ». Контроль и решение 25(7), 1040–1044 (2010 г.)
- ^ Спирс, В.М., Гордон, Д.Ф. « Использование искусственной физики для управления агентами ». IEEE Международный Конференция по информации, разведке и системам, 281–288 (1999)