国际群体智能与进化计算杂志

抽象的

时空模式作为控制机器人群体突发行为的计算机制

特里·杰克 MDA、库曼·SA 和 Owa K

我们的目标是在不消除机器人群的群体特性的情况下控制机器人群。换句话说，我们的目标是从本质上控制机器人群的突发行为。过去控制机器人群或其自协调突发行为的尝试已被证明是无效的，这主要是由于群体固有的随机性（使其难以预测）和极度简单（它们缺乏领导者、任何类型的集中控制、远程通信、全局知识、复杂的内部模型，并且仅根据几个基本的反应规则运行）。主要问题是，尽管突发现象处于当前研究的前沿，但尚未完全理解它本身。对一维和二维细胞自动机的研究发现了一个隐藏的计算层，它弥补了微观宏观差距（即微观层面的个体行为如何影响宏观层面的全局行为）。我们假设机器人群突发行为的核心也存在嵌入式计算机制。为了验证这一理论，我们开始模拟机器人群（以粒子和动态网络表示），然后设计局部规则以诱导各种类型的智能、突发行为（以及设计遗传算法以进化具有突发行为的机器人群）。最后，我们分析了这些机器人群并成功证实了我们的假设；分析它们随时间的发展和相互作用揭示了各种形式的嵌入式时空模式，这些模式根据一些内部的基于碰撞的逻辑在整个群体中存储、传播和并行处理信息（解决了简单机器人如何能够自我协调并允许全局行为在整个群体中出现的谜团）。