Мустаев А.Ф.
ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗОВАННОЙ ГРУППОЙ РОБОТОВ *
Аннотация:
в данной статье рассматриваются проблемы взаимодействия роботов в составе группы при выполнении задач различной сложности в условиях детерминированной (определённой) и недетерминированной (неопределённой) сред
Ключевые слова:
роевое управление, управление группой роботов, группа роботов
Проблема группового управления — это проблема, актуальная для многих сфер жизни. Везде, где существует некоторая группа агентов, которые должны совместными усилиями выполнять работу, возникает проблема группового управления и взаимодействия. Например, в технической сфере это может быть группа роботов, осуществляющих сборку узлов машин. В принципе любая техническая система, состоящая из каких-либо отдельных узлов, может рассматриваться как объект группового управления. В живой природе существует множество примеров стайного поведения насекомых и животных [Карпов, 2016]. Считается, что такое поведение является оптимальным. Поэтому, в качестве одной из возможностей повышения качества командной работы агентов (роботов) является моделирование поведения стайных насекомых или животных в алгоритмах командной работы искусственных агентов. В технической области проблема группового управления наиболее актуальна в робототехнике. Для решения многих практических задач могут эффективно использоваться группы роботов. Например, это задачи, связанные с обследованием крупных объектов и больших территорий, перевозкой или переработкой больших объемов разнородных грузов и т.п. Как правило, при решении таких задач роботы должны функционировать в неорганизованной или плохо организованной, недетерминированной среде. Группа роботов – совокупность однотипных, то есть имеющих одинаковую конструкцию, одинаковое функциональное назначение и функциональные возможности, или разнотипных, имеющих разные конструкции, разное функциональное назначение и, соответственно, разные функциональные возможности, роботов, объединенных общей целевой задачей. В первом случае группа называется однородной или гомогенной, а во втором — неоднородной или гетерогенной. Для достижения конкретной цели, стоящей перед группой роботов, в случае детерминированной среды каждый робот может выполнять заранее определенную последовательность действий. В случае же недетерминированной, динамической среды эта последовательность должна быть найдена системой управления группой роботов в процессе достижения цели. Причем действия роботов группы, очевидно, должны быть определенным образом скоординированы, согласованы. Таким образом, возникает задача управления группой роботов. Эта задача заключается либо в реализации системой управления роботами заранее найденной последовательности действий всех роботов группы, либо в отыскании такой последовательности и ее реализации в процессе достижения поставленной цели. Суть задачи управления группой заключается в отыскании и реализации таких действий каждого отдельного робота группы, которые приводили бы к оптимальному, с точки зрения некоторого группового критерия, достижению общей цели. Среди известных подходов к решению задачи группового управления роботами можно выделить два диаметрально противоположных подхода. В первом случае эта задача решается одним, центральным устройством управления. Во втором случае решение осуществляется некоторым, распределенным (децентрализованным) по роботам группы устройством управления. Проблема группового управления роботами возникла практически сразу, как только первые роботы появились на производственных предприятиях. Действительно, применение роботов эффективно только в случае, если их много, и они выполняют, по крайней мере, большинство технологических операций. При этом они должны работать согласовано друг с другом и с другим технологическим оборудованием. Следующая по сложности задача группового управления — это координация их движения в пространстве. Простейший пример — предотвращение столкновений манипуляторов. Предельный случай — это работа манипуляторов на общем рабочем месте, например, в составе сборочного центра. В этом случае помимо обеспечения рабочих движений роботов система группового управления должна обеспечивать их безопасность, заключающуюся в исключении столкновений. Более сложная задача группового управления — это обеспечение совместной работы нескольких манипуляторов с координацией их движений одновременно и в пространстве, и во времени, т.е. координация производственных траекторий движения манипуляторов в реальном масштабе времени. Примером может быть операция сборки различных узлов путем механического соединения деталей, одновременно перемещаемых несколькими манипуляторами. Далее, по сложности, следует задача группового управления гибкими производственными системами, где промышленные роботы функционируют совместно с различным технологическим оборудованием, транспортной и складской системами. Общая тенденция развития систем управления такими комплексами заключается в прогрессивном ослаблении централизованного начала и переходе к распределенным гибким производственным системам, состоящим из объединенных локальной сетью технологических модулей и функциональных модулей, выполняющих общесистемные функции. В таких системах может отсутствовать единое планирование и диспетчеризация, а последовательность изготовления каждого очередного изделия определяется в процессе выполнения технологических операций, исходя из текущей ситуации. Наиболее сложная задача группового управления — это управление группой роботов в естественной неорганизованной среде (в условиях дикой природы) и, особенно, в условиях организованного противодействия со стороны объектов среды или других групп роботов (борьба двух или более групп).
Номер журнала Вестник науки №7 (16) том 1
Ссылка для цитирования:
Мустаев А.Ф. ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗОВАННОЙ ГРУППОЙ РОБОТОВ // Вестник науки №7 (16) том 1. С. 31 - 34. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/1918 (дата обращения: 17.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+