基于信息素通信的群机器人觅食行为研究

发布时间：2024-06-28 22:17

　　自然界中存在着诸如鸟群、鱼群、蚁群、蜂群等社会型生物,在社会型生物群体中,单个成员能力与智慧有限,但整个群体却表现出强大的能力和极高的智能,而不仅仅是个体能力的简单的线性叠加。个体通过社会性交互作用涌现出了复杂的群体智能与群体行为,产生了超个体的自组织行为。群机器人主要研究如何通过大量结构简单的机器人简单的行为规则涌现出复杂的自组织行为,其中最重要的研究方法就是模仿社会型生物的协作机制。本文针对群机器人系统控制问题,以觅食行为作为切入点,通过模仿蚂蚁觅食的过程,将信息素通信机制引入群机器人觅食系统中,并在传统的信息素模型上进行了改进,提出了一种基于递归神经网络的信息素模型,通过改善交互环境,提升了觅食系统的整体效率;同时,将分工与协作原则引入群机器人觅食系统,采用任务分割的方式将觅食任务分成搜索与搬运两个子任务,且可以通过机器人之间的交互动态地改变执行子任务的概率,根据不同的环境情况自组织地进行调整以适应环境的变化。本文的研究成果从理论上深化对群机器人自组织行为涌现机理的理解,对于构建更大规模的机器人集群系统具有重要的科学意义与理论价值。本文首先从群智能以及群机器人的发展前景与意义出发...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１各类群机器人??

．（ｃ）?ＦＩｖＣｒｏＴｕｇｓ?（ｄ）水下机器人（ＡＵＶ｝??图１－１各类群机器人??２０１８年，斯坦福大学公布了他们有关于无人机的一项新技术，这项技术??的主体为一款名叫ＦｌｙＣｒｏＴｕｇｓ的微型无人机。该无人机不足一个成年人??

图２－〗双桥实验的两个实验装置??双桥实验的目的是观察蚂蚁随时间选择两座桥之一的概率的变化规律

??如图２－ｌ（ｂ）所示，当蚂蚁到达决策点（岔路口）时，该蚂蚁在到达决策点??ｆ?ｅ?｛１，２｝时选择短路径的概率为??Ｐｉ“ｔ）?＝???（＾?＋?ｙｉｓａ））＿＿?（２－１）??（ｆｓ?＋?＋?（ｆｚ?＋?（Ｐａｉｆ））??其中私⑴和奶⑴分别表示较短路径和较长路径上信息素总量....

图２－２概率模型模特卡罗模拟实验结杲??

１?２??图２－３双桥实验模型图??相比于２．２．２节中的概率模型，该离散时间模型有两个重要的区别：??（１）

图２－４蚂蚁建立问题的解??

在仿真环境中进行实验，找出巢穴和食物源两点之间最短的路径。??２．３．〗离散时间模型??首先，将双桥实验的实验装置抽象得到如图２－３所示的模型图。图中包含两??个结点：结点１表示蚂蚁的巢穴，结点２表示食物源。这两个结点分别与两条长??度不同的边相连，且长边的长度是短边的；？倍。此....

本文编号：3996742