基于协作协进化的多机器人协作机制研究

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协作问题一直是自主多Agent机器人系统研究的关键问题之一。在多Agent协作搬运多个物体的任务中,现有的协作协议难以取得最佳的协作效果。因此,有必要对多Agent的协作机制作进一步的研究。本研究的目的是设计一种基于协作协进化的多Agent协作机制,在该机制下,多Agent协作搬运多个物体能在更短的时间内完成。 首先,分配给各Agent大小相等的搜索区间,各Agent在其区域内完成物体搜索任务;然后,以Agent任务的理想耗费为参考,通过任务分解的两次分配过程,将搬运物体较均衡地分配给各Agent;接着,每个Agent以其任务中所有物体编号的随机排列为个体,产生初始种群;再接着,在各种群进化的过程中,对新个体进行适应度评估,如果该个体与其它种群代表一起完成物体搬运的协作效果较好,则赋予较高的适应度,否则,赋予较低的适应度,并在进行种群迭代时,用适应度高的个体取代父代中适应度低的个体,形成新一代种群,从而使得各种群朝着协作效果更好的方向进化:最后,各Agent按照协进化过程结束后得到的最优任务执行序列完成物体搬运。 运用上述方法,通过对3个同构的Agent协作搬运8个物体的计算机模拟,得出了较之已有协议,基于协作协进化的多Agent协作机制的多Agent系统能在更短的时间内完成任务搬运的结论。且测试过程表明,本协作机制具有良好的稳定性,算法收敛。由此说明,这种新的协作机制能有效提高多机器人系统的协作效率。该协作机制的研究成功,不仅丰富和发展了多机器人协作理论,而且为多机器人群体协作行为的研究提供了一种新的思路。
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