灵感来自鱼类的机器人算法:模仿学校鱼的行为和沟通
Jack Connor1, Matthew Joordens1, Benjamin Champion1
1School of Engineering, Deakin University, Geelong, Victoria 3216, Australia.
Bioinspiration & biomimetics
|September 15, 2023
概括
一个新的以鱼为灵感的机器人算法 (FIRA) 实现了现实的机器人鱼群. 这种新的算法增强了避免碰撞和探索自然环境中的多代理机器人群.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物启发的工程是生物启发的.
- 集体行为 集体行为
背景情况:
- 在自然环境中研究鱼类的行为是具有挑战性的.
- 现有的机器人群集算法在水下通信和现实模拟方面存在局限性.
研究的目的:
- 为机器人鱼引入一种新的群聚算法,即鱼灵感机器人算法 (FIRA).
- 通过生物灵感的机器人和间接通信方法来加强对鱼类行为的研究.
主要方法:
- FIRA将标准的群体行为 (吸引力,对齐,排斥) 与捕食者避开,食和避开障碍物相结合.
- 该算法结合了传感器延迟和记忆的预测元素,利用一种受到污名感应的高延迟通信方法.
- 在现实环境中使用生物灵感机器人鱼的数字双胞胎进行模拟.
主要成果:
- 与其他集群算法相比,FIRA在避免碰撞和探索方面表现出卓越的性能.
- 该算法能够实现现实的新兴行为和有效的多代理蜂群协调与无线通信.
- FIRA被证明是一个适合低成本代理的计算光控制算法.
结论:
- FIRA是一种可行的和有效的算法,用于模仿机器人中的鱼类行为.
- 开发的算法有助于创建廉价的多代理机器人群,用于水下研究.
- FIRA为未来的研究铺平了道路,包括将机器人同化为生物鱼群.
相关概念视频
01:06Fixed Action Patterns
16.0K
A fixed action pattern (FAP) is a specific, hard-wired sequence of behaviors that occurs in response to an external stimulus, called a sign stimulus. The behavior is “fixed” because it is essentially unchangeable—proceeding similarly across individuals of a species every time it occurs.
16.0K
02:32Osmoregulation in Fishes
49.8K
When cells are placed in a hypotonic (low-salt) fluid, they can swell and burst. Meanwhile, cells in a hypertonic solution—with a higher salt concentration—can shrivel and die. How do fish cells avoid these gruesome fates in hypotonic freshwater or hypertonic seawater environments?
49.8K