Algoritmo bioinspirado basado en Physarum polycephalum para la formación de redes de malla descentralizadas en...

Área de la Ciencia:

• Robótica
• Inteligencia artificial
• Computación bioinspirada

Sus antecedentes:

• La coordinación descentralizada es crucial para los sistemas multirrobot.
• Los métodos existentes a menudo tienen dificultades con entornos dinámicos y fallos de comunicación.
• Los algoritmos bioinspirados ofrecen soluciones potenciales para una gestión robusta de redes.

Objetivo del estudio:

• Proponer un enfoque de coordinación descentralizado bioinspirado para sistemas multirrobot.
• Desarrollar un módulo de conectividad para la gestión de redes de malla resilientes y el intercambio de tareas.
• Evaluar el rendimiento del sistema en un entorno portuario simulado.

Principales métodos:

• Integración del Robot Operating System (ROS) y el simulador Stage.
• Desarrollo de un módulo de conectividad inspirado en Physarum polycephalum.
• Simulación de un escenario portuario con tres robots autónomos realizando navegación y evitación de obstáculos.

Principales resultados:

• Los robots formaron y mantuvieron con éxito una red funcional utilizando percepción local.
• Las conexiones de red se establecieron en menos de dos segundos y se reconfiguraron casi instantáneamente después de fallos.
• Se demostró la escalabilidad con la integración de nuevos robots en 0,092 segundos en promedio.
• Se observó una mejora de la eficiencia del 17,87 % debido al equilibrio dinámico de la carga, lo que redujo el tiempo de ejecución.

Conclusiones:

• El enfoque bioinspirado permite una coordinación descentralizada eficiente, resiliente y adaptable en sistemas multirrobot.
• El módulo de conectividad desarrollado garantiza una comunicación robusta y el intercambio de tareas.
• Los hallazgos respaldan la viabilidad de soluciones bioinspiradas para la robótica cooperativa en el mundo real.