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Updated: Jul 27, 2025

06:26
Time-lapse Imaging of Bacterial Swarms and the Collective Stress Response
Published on: May 23, 2020
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在水下环境中以领导为基础聚集多个群体机器人
1System Engineering Department, Sejong University, Seoul 05006, Republic of Korea.
Sensors (Basel, Switzerland)
|June 10, 2023
概括
这项研究为由单一领导领导的群体机器人引入了新的水下群体控制. 该系统确保在未知的障碍物周围安全导航,同时在具有挑战性的海洋环境中保持机器人通信.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 人工智能的人工智能
- 海洋工程 海洋工程
背景情况:
- 水下环境给机器人系统带来了独特的挑战,包括有限的通信和未知的障碍.
- 对于群体机器人来说,协调的运动或群体是必要的,以有效地执行复杂的任务.
- 保持通信链路对于水下机器人群的运营成功至关重要.
研究的目的:
- 为多个在水下运行的群体机器人开发和验证一种新的群体控制策略.
- 为了使一群机器人能够朝着目标导航,同时避免与未知的3D障碍物发生碰撞.
- 在整个任务期间确保机器人之间持续的通信连接.
主要方法:
- 提出了一种采集控制系统,利用具有全球定位能力的单一领导机器人.
- 实现了近距离传感,例如超短基线声学定位 (USBL),用于机器人之间的相对定位.
- 开发了一个机器人聚会机制,以便在需要时聚集在领导人身边,以增强通信连接.
- 通过 MATLAB 模拟在具有众多障碍的复杂水下环境中验证了控制战略.
主要成果:
- 拟议的集群控制器成功地在3D虚拟球体内引导了多个机器人.
- 在混乱的水下环境中,机器人之间保持了通信连接.
- 领袖机器人有效地将群体带向目标,同时确保避免碰撞.
- 模拟显示了系统在具有先验未知的障碍物的环境中的稳定性.
结论:
- 由单个机器人领导的开发的水下集群控制策略,可以为群体机器人提供安全和协调的导航.
- 这种方法解决了在复杂的水下环境中避免障碍和维护通信的关键挑战.
- 这些发现代表了多机器人系统在充满挑战的水生环境中运行的领域的新贡献.

