Prírodou inšpirované algoritmy

Teritoriálne delenie multirobotických úloh

Tieto experimenty nadväzujú na experimenty pojednávajúce o syntéze a analýze základného správania ako podkladu pre generovanie skupiny správania. Rozširuje sa experiment (rovnaká stratégia) na skupinu agentov, využívajúc pritom princíp teritoriálnosti. Adaptovaná (učená) skupina správania balancuje medzi minimalizovaním interferencie v skupinách a maximalizovaním synergie (cieľov dosiahnutých na úroveň skupiny).

Experiment bol prevedený s robotmi R2e, ktoré sú plne autonómne, majú svoj vlastný procesor, batérie aj komunikačný modul. Sú vybavené svetelným detektorom, piezoelektrickými nárazníkmi, na detekciu kolízie, infračervenou závorou (umiestnenou vnútri chápadla) a rádio prijímačom/vysielačom na detekciu absolútnej pozície a na komunikáciu medzi robotmi. Pozícia každého robota sa počíta každú sekundu, roboty vysielajú svoj stav každú polovicu sekundy. Týmto broadcastom oznamujú ostatným, že sú v činnosti a môžu sa postarať o svoj podpriestor. Pracovný priestor robotov je rozdelený po šírke (dĺžke) na toľko častí, koľko robotov sa podieľa na úlohe (resp. koľko robotov je ešte schopných plniť svoju úlohu), v rohu je domáca pôda - home region. Na pracovný priestor je rozložených niekoľko kotúčov, ktoré majú roboty dopraviť na domácu pôdu. Každý z robotov operuje na svojom pracovnom priestore.

Pravidlá správania možno v takto definovanom priestore rozdeliť nasledovne:

• Posluch – roboty prijímajú správy od ostatných, podľa nich vypočítavajú pracovný priestor. Ďalej prijímajú informácie potrebné na získanie svojej pozície.
• Správanie “prežitia” – nastáva pri ošetrení udalosti zo senzorov.
  
• Správanie zhromažďovania – nastáva, keď je potrebné uchopiť kotúč (niekde vo vnútri svojej pracovnej oblasti) alebo, ak treba kotúč položiť (na hranici pracovnej oblasti – bližšej domovskej pôde).
  
• Navigačné správanie – nastáva, keď robot koliduje s iným robotom alebo, keď sa má vysporiadať s prekážkou.
• Interferencia v skupine nastáva, keď nastane kolízia medzi dvoma robotmi (na hraniciach pracovnej oblasti).

Experimentovalo sa s dvoma, troma a štyrmi robotmi. Z výsledkov experimentu vyplynulo, že so zvyšovaním počtu robotov sa skracuje čas potrebný na dopravenie kotúčov "domov", narastá počet zrážok medzi robotmi a predlžuje sa čas kedy sa roboty pohybovali mimo svoju pracovnú plochu. Experiment chcel priamo poukázať na závislosť interferencie medzi robotmi a hustotou robotov na pracovnú plochu. Medzi týmito dvoma veličinami sa našla priama väzba.