К вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировки
Применение биоинспирированных моделей и методов является одним из подходов к решению задач групповой робототехники. Рассматривается одна из таких задач – моделирование фуражировки – и ее решение путем создания аналогов социальных структур муравьев и моделей кормового поведения. Показаны существенные...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
St.Petersburg Institute for Informatics and Automation of the Russian Academy of Sciences
2020-02-01
|
| Series: | Труды СПИИРАН |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://proceedings.spiiras.nw.ru/index.php/sp/article/view/4615 |
| _version_ | 1818146019164028928 |
|---|---|
| author | Alexander Александрович Malyshev Evgenii Vadimovich Burgov |
| author_facet | Alexander Александрович Malyshev Evgenii Vadimovich Burgov |
| author_sort | Alexander Александрович Malyshev |
| collection | DOAJ |
| description | Применение биоинспирированных моделей и методов является одним из подходов к решению задач групповой робототехники. Рассматривается одна из таких задач – моделирование фуражировки – и ее решение путем создания аналогов социальных структур муравьев и моделей кормового поведения. Показаны существенные для данной задачи характеристики семей муравьев – численность особей в социуме и его структура, скорость движения рабочих, дистанция взаимодействия индивидов и площадь территории. Кроме того, оценен имеющийся экспериментальный базис – группа роботов и полигон, – использующийся в качестве аппаратной платформы для экспериментов. Рассмотрено несколько моделей кормового поведения – без дифференциации функций фуражиров и с разделением последних на активных и пассивных. Активные фуражиры самостоятельно ищут источники ресурсов, а затем вовлекают в процесс добычи пассивных фуражиров; пассивные, пока не вовлечены в добычу, находятся на базе.
Поведение агентов описано набором конечных автоматов: базовые автоматы реализуют базовые поведенческие функции, мета-автомат описывает поведение на основе базовых автоматов. На экспериментальном базисе были отработаны базовые движения, заданные в автоматной логике. Комплексное тестирование моделей проводилось в среде моделирования Kvorum, где был создан аналог реального полигона. Моделирование представляло собой серию экспериментов для каждой модели, в которой агенты должны были собирать ресурсы. Серии отличались численностью агентов. Для оценки качества моделей использовалось отношение полученной энергии к среднему времени ее добычи. Эксперименты показали, что модель с дифференциацией функций работает эффективнее. |
| first_indexed | 2024-12-11T12:12:41Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-39858749cfe2487a9cd044b7498ca3ea |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2078-9181 2078-9599 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-12-11T12:12:41Z |
| publishDate | 2020-02-01 |
| publisher | St.Petersburg Institute for Informatics and Automation of the Russian Academy of Sciences |
| record_format | Article |
| series | Труды СПИИРАН |
| spelling | doaj.art-39858749cfe2487a9cd044b7498ca3ea2022-12-22T01:07:44ZengSt.Petersburg Institute for Informatics and Automation of the Russian Academy of SciencesТруды СПИИРАН2078-91812078-95992020-02-011917910310.15622/10.15622/sp.2020.19.1.34615К вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировкиAlexander Александрович Malyshev0Evgenii Vadimovich Burgov1NBICS NRC «Kurchatov Institute»NBICS NRC «Kurchatov Institute»Применение биоинспирированных моделей и методов является одним из подходов к решению задач групповой робототехники. Рассматривается одна из таких задач – моделирование фуражировки – и ее решение путем создания аналогов социальных структур муравьев и моделей кормового поведения. Показаны существенные для данной задачи характеристики семей муравьев – численность особей в социуме и его структура, скорость движения рабочих, дистанция взаимодействия индивидов и площадь территории. Кроме того, оценен имеющийся экспериментальный базис – группа роботов и полигон, – использующийся в качестве аппаратной платформы для экспериментов. Рассмотрено несколько моделей кормового поведения – без дифференциации функций фуражиров и с разделением последних на активных и пассивных. Активные фуражиры самостоятельно ищут источники ресурсов, а затем вовлекают в процесс добычи пассивных фуражиров; пассивные, пока не вовлечены в добычу, находятся на базе. Поведение агентов описано набором конечных автоматов: базовые автоматы реализуют базовые поведенческие функции, мета-автомат описывает поведение на основе базовых автоматов. На экспериментальном базисе были отработаны базовые движения, заданные в автоматной логике. Комплексное тестирование моделей проводилось в среде моделирования Kvorum, где был создан аналог реального полигона. Моделирование представляло собой серию экспериментов для каждой модели, в которой агенты должны были собирать ресурсы. Серии отличались численностью агентов. Для оценки качества моделей использовалось отношение полученной энергии к среднему времени ее добычи. Эксперименты показали, что модель с дифференциацией функций работает эффективнее.http://proceedings.spiiras.nw.ru/index.php/sp/article/view/4615групповая робототехникабиоинспирированный подходмодели поведениямуравьифуражировкасбор ресурсов |
| spellingShingle | Alexander Александрович Malyshev Evgenii Vadimovich Burgov К вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировки Труды СПИИРАН групповая робототехника биоинспирированный подход модели поведения муравьи фуражировка сбор ресурсов |
| title | К вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировки |
| title_full | К вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировки |
| title_fullStr | К вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировки |
| title_full_unstemmed | К вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировки |
| title_short | К вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировки |
| title_sort | к вопросу о параметрах биоинспирированных моделей поведения при моделировании групповой фуражировки |
| topic | групповая робототехника биоинспирированный подход модели поведения муравьи фуражировка сбор ресурсов |
| url | http://proceedings.spiiras.nw.ru/index.php/sp/article/view/4615 |
| work_keys_str_mv | AT alexanderaleksandrovičmalyshev kvoprosuoparametrahbioinspirirovannyhmodelejpovedeniâprimodelirovaniigruppovojfuražirovki AT evgeniivadimovichburgov kvoprosuoparametrahbioinspirirovannyhmodelejpovedeniâprimodelirovaniigruppovojfuražirovki |