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如何提高自組織機(jī)器人的「協(xié)同能力」?專(zhuān)家提出「進(jìn)化」神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器

2018-03-11 07:53 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:雷克世界 來(lái)源:雷克世界
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導(dǎo)語(yǔ):對(duì)一組自組織機(jī)器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行進(jìn)化。這個(gè)2010年的研究成果使用一種自玩比賽的選擇對(duì)一組協(xié)同智能體進(jìn)行進(jìn)化,他們組織...

  導(dǎo)語(yǔ):對(duì)一組自組織機(jī)器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行進(jìn)化。這個(gè)2010年的研究成果使用一種自玩比賽的選擇對(duì)一組協(xié)同智能體進(jìn)行進(jìn)化,他們組織進(jìn)行一個(gè)模擬的足球游戲。僅僅通過(guò)500次的生成之后,一個(gè)較為理想的策略就出現(xiàn)了。

  自組織系統(tǒng)通過(guò)在大量的組件或智能體之間進(jìn)行典型的簡(jiǎn)單局部交互,從而獲得例如全局系統(tǒng)行為。這一新興服務(wù)(emergent service)通常表現(xiàn)出適應(yīng)性、魯棒性和可擴(kuò)展性等屬性,這使得自組織范式對(duì)于像協(xié)同自主機(jī)器人(cooperative autonomous robots)這樣的技術(shù)應(yīng)用程序具有至關(guān)重要的作用??梢赃@樣說(shuō),局部交互的行為往往很簡(jiǎn)單,但通常很難對(duì)正確的交互規(guī)則集進(jìn)行定義以實(shí)現(xiàn)所需的全局行為。在本文中,我們描述了一種全新的設(shè)計(jì)方法,它使用一種進(jìn)化算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要大部量研究工作的部分進(jìn)行自動(dòng)化處理。我們實(shí)施了一場(chǎng)模擬機(jī)器人足球比賽,從而對(duì)所提出的方法進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。我們還引入了一種能夠與該方法相媲美的新方法,它采用Swiss System而不是完整的比賽以減少必要的模擬次數(shù)。

  由多個(gè)自主移動(dòng)機(jī)器人所組成的系統(tǒng),這一概念之所以具有吸引力,原因如下:多個(gè)協(xié)同機(jī)器人將能夠以更好的性能表現(xiàn)或以更低的成本完成任務(wù)。此外,相較于執(zhí)行相同任務(wù)的單個(gè)強(qiáng)大機(jī)器人,松散耦合的分布式系統(tǒng)往往更具有魯棒性,也更加靈活。移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同交互的好處可能是一項(xiàng)新興的服務(wù),即一個(gè)漸進(jìn)的結(jié)果,它遠(yuǎn)不止是個(gè)體努力的總和。因此,一群機(jī)器人從而可以建立一個(gè)自組織系統(tǒng)。

  FREVO框架的組成部分:通過(guò)進(jìn)化算法對(duì)智能體表示進(jìn)行優(yōu)化,以最大化給定問(wèn)題的適應(yīng)度

  在過(guò)去的幾十年里 ,機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展為我們提供了大量小型的、廉價(jià)的自主設(shè)備硬件。然而,設(shè)計(jì)機(jī)器人之間的行為和交互仍然是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)。使用具有固定任務(wù)分解和分配的標(biāo)準(zhǔn)自頂向下設(shè)計(jì)方法通常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)僅適用于一小部分參數(shù)。另一方面,像變化的環(huán)境或硬件故障等影響往往需要一個(gè)具有魯棒性且靈活的解決方案,從而為許多可能的系統(tǒng)狀態(tài)提供有用的服務(wù)。

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