Международный журнал роевого интеллекта и эволюционных вычислений

Абстрактный

Пространственно-временные закономерности действуют как вычислительные механизмы, управляющие новым поведением в роях роботов

Терри Джек МДА, Хуман С.А. и Ова К.

Наша цель — контролировать рое роботов, не лишая его роеподобной природы. Другими словами, мы стремимся к внутреннему контролю за эмерджентным поведением роя роботов. Прошлые попытки управлять роями роботов или их самокоординирующимся эмерджентным поведением оказались неэффективными, в основном из-за присущей рою случайности (что затрудняет прогнозирование) и крайней простоты (у них нет лидера, какого-либо централизованного управления, дальней связи, глобальных знаний, сложных внутренних моделей и они работают только на основе нескольких базовых правил реагирования). Основная проблема заключается в том, что эмерджентные явления сами по себе не полностью поняты, несмотря на то, что находятся на переднем крае современных исследований. Исследования клеточных автоматов 1D и 2D выявили скрытый вычислительный слой, который ликвидирует микромакроразрыв (т. е. то, как индивидуальное поведение на микроуровне влияет на глобальное поведение на макроуровне). Мы предполагаем, что в основе эмерджентного поведения роя роботов также лежат встроенные вычислительные механизмы. Чтобы проверить эту теорию, мы приступили к моделированию роботизированных роев (представленных как частицы и динамические сети), а затем разработали локальные правила для индукции различных типов интеллектуального, эмерджентного поведения (а также проектирование генетических алгоритмов для эволюции роботизированных роев с эмерджентным поведением). Наконец, мы проанализировали эти роботизированные рои и успешно подтвердили нашу гипотезу; анализ их развития и взаимодействия с течением времени выявил различные формы встроенных пространственно-временных шаблонов, которые хранят, распространяют и параллельно обрабатывают информацию по всему рою в соответствии с некоторой внутренней логикой, основанной на столкновениях (разрешая загадку того, как простые роботы способны самокоординироваться и позволять глобальному поведению возникать по всему рою).