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群体机器人研究的现状和发展

时间:2021-10-01 08:13:00 电子通信论文 我要投稿

群体机器人研究的现状和发展

摘要:随着机器人的应用方式由部件式单元应用向系统式应用方向发展,群体机器人系统的研究越来越受到更多学者的重视。本文概述了群体机器人技术的发展历程,并对该领域内的主要研究内容作了简单的分析和介绍,提出了未来群体机器人系统的几个重要研究方向。

    关键词:群体机器人系统 通信 协作与控制 冲突

群体机器人研究的现状和发展

机器人作为人类20世纪最伟大的发明之一,在短短的40年内发生了日新月异的变化。近几年机器人已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。机器人技术的出现和发展,不但使传统的工业生产面貌发生根本性变化,而且将对人类社会产生深远的影响。随着社会生产技术的飞速发展,机器人的应用领域不断扩展。从自动化生产线到海洋资源的探索,乃至太空作业等领域,机器人可谓是无处不在。然而就目前的机器人技术水平而言,单机器人在信息的获取、处理及控制能力等方面都是有限的,对于复杂的工作任务及多变的工作环境,单机器人的能力更显不足。于是人们考虑由多个机器人组成的群体系统通过协调、协作来完成单机器人无法或难以完成的工作。群体机器人系统比单机器人系统具有更强的优越性,主要表现在以下几个方面:

·相互协调的n个机器人系统的能力可以远大于一个单机器人系统的n倍,群体机器人系统还可以实现单机器人系统无法实现的复杂任务;

·设计和制造多个简单机器人比单个复杂机器人更容易、成本更低;

·使用群体机器人系统可以大大节约时间,提高效率;

·群体机器人系统的平行性和冗余性可以提高系统的柔性和鲁棒性等。

此外因为群体机器人系统具有空间分布、功能分布、时间分布等特点,利用这些特点可以达到以下目的:

·通过群体机器人系统内在特性提高完成任务的效率;

·通过共享资源(信息、知识等)弥补单机器人能力的不足,扩大完成任务的能力范围;

·利用系统内机器人资源的冗余性提高完成任务的可能性,增加系统的性能。

因此,进行群体机器人系统的研究是机器人技术发展的必然趋势,必将对机器人技术的发展带来划时代的变革。

1 群体机器人研究的主要内容

群体机器人系统的主要研究内容为:群体机器人系统的通信,群体机器人系统的协作与控制,群体机器人系统冲突问题的解决。

根据系统中机器人功能结构的不同,可将群体机器人系统分为同构系统和异构系统。同构系统就是系统中每个机器人的结构

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