Муравьиная робототехника
Муравьиная робототехника — это особый случай роевой робототехники . Роевые роботы — это простые (и, следовательно, экономически эффективные) роботы с ограниченными сенсорными и вычислительными возможностями. Это делает возможным развертывание групп роевых роботов и получение преимуществ от отказоустойчивости и параллелизма. Роевые роботы не могут использовать традиционные методы планирования из-за их ограниченных сенсорных и вычислительных возможностей. Таким образом, их поведение часто определяется местными взаимодействиями. Роботы-муравьи — это роевые роботы, которые могут общаться посредством маркировки, подобно муравьям , которые прокладывают и следуют по следам феромонов . Некоторые роботы-муравьи используют долговременные следы (либо обычные следы химического вещества, [1] или умные трассы трансиверов [2] ). Другие используют кратковременные следы, включая тепло. [3] и алкоголь. [4] Другие даже используют виртуальные тропы. [5]
Изобретение
[ редактировать ]В 1991 году американский инженер-электрик Джеймс МакЛуркин первым концептуализировал идею «роботов-муравьев», работая в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института в Массачусетском технологическом институте . Роботы состояли из датчиков , инфракрасных излучателей и систем связи, способных обнаруживать объекты на своем пути. Изобретение МакЛуркина произошло благодаря изучению поведения настоящих муравьев в муравьиных колониях и использованию муравьиных ферм в качестве основы для его программирования. Благодаря этому исследованию он смог лучше понять, как насекомые структурируют свою рабочую нагрузку, чтобы создать жизнеспособный и работающий прототип роботов-муравьев. [6]
Фон
[ редактировать ]Исследователи разработали аппаратное и программное обеспечение роботов-муравьев и продемонстрировали, как в моделировании, так и на физических роботах , что одиночные роботы-муравьи или группы роботов-муравьев решают задачи навигации роботов (такие как следование по маршруту и покрытие местности). [1] ) надежно и эффективно. Например, следы координируют роботов-муравьев посредством неявной связи и предоставляют альтернативу вероятностным рассуждениям для решения проблемы одновременной локализации и картографии .
Исследователи также разработали теоретическую основу для муравьиной робототехники, основанную на идеях эвристического поиска в реальном времени, стохастического анализа и теории графов . [7]
См. также
[ редактировать ]- Роевой интеллект , особенно оптимизация колоний муравьев
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Свеннебринг, Йонас; Кениг, Свен (2004), «Создание роботов-муравьев, покрывающих местность» (PDF) , Autonomous Robots , vol. 16, нет. 3, Kluwer Academic Publishers, стр. 313–332, CiteSeerX 10.1.1.380.355 , doi : 10.1023/B:AURO.0000025793.46961.f6 , S2CID 11666383 , заархивировано из оригинала 30 июля 2020 г. , получено 20 21-11- 13
- ^ Баталин, Максим; Сукхатме, Гуарав (14 сентября 2003 г.), «Эффективная разведка без локализации» (PDF) , Труды Международной конференции по робототехнике и автоматизации , IEEE, стр. 2714–2719, doi : 10.1109/ROBOT.2003.1242003 , ISBN 0-7803-7736-2 , S2CID 6688649 , заархивировано (PDF) из оригинала 28 июля 2020 г. , получено 13 ноября 2021 г.
- ^ Рассел, Р. Эндрю (25 апреля 1997 г.), «Тепловые следы как недолговечные навигационные маркеры для мобильных роботов» , Труды Международной конференции по робототехнике и автоматизации , том. 4, IEEE, стр. 3534–3539, номер документа : 10.1109/ROBOT.1997.606882 , ISBN. 0-7803-3612-7 , S2CID 206539010 , заархивировано из оригинала 26 июля 2020 г. , получено 13 ноября 2021 г.
- ^ Шарп, Титус; Уэбб, Барбара (1998), «Смоделированные и расположенные модели следования по химическим следам у муравьев» , Труды Международной конференции по моделированию адаптивного поведения , The MIT Press, стр. 195–204, doi : 10.7551/mitpress/3119.003.0031 , ISBN 9780262291385 , получено 13 ноября 2021 г.
- ^ Воган, Ричард Т.; Стой, Каспер; Сухатме, Гаурав С.; Матарич, Майя Дж. (2002), «LOST: Тропы пространства локализации для команд роботов» (PDF) , IEEE Transactions on Robotics and Automation , 18 (5), IEEE: 796–812, doi : 10.1109/TRA.2002.803459 , заархивировано (PDF) из оригинала 13 ноября 2021 г. , получено 13 ноября 2021 г.
- ^ «Джеймс МакЛуркин» . Массачусетский технологический институт. Архивировано из оригинала 15 апреля 2003 г.
- ^ Вагнер, Израиль А.; Брукштейн, Альфред М. (02 мая 2001 г.), «От муравьев к A(ge)nts: специальный выпуск муравьиной робототехники» , Annals of Mathematics and Artificial Intelligence , 31 (1–4), IEEE: 1– 5, doi : 10.1023/A:1016666118983 , S2CID 28530209 , заархивировано из оригинала 03 июня 2018 г. , получено 13 ноября 2021 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Робот-муравей от Свена Кенига
- Муравьиный алгоритм Израиля Вагнера
- Robo-ants by Zhenishbek Zhakypov
Текст этой статьи был взят из Учебного пособия по Ant Robotics в соответствии с их непортированной лицензией Creative Commons Attribution-Sharealike и лицензией GNU Free Documentation License.
