群知能と進化的計算の国際ジャーナル

概要

時空間パターンはロボット群の創発的行動を制御する計算メカニズムとして機能する

テリー・ジャック MDA、クマン SA、オワ K

私たちの目標は、ロボットの群れを、その群れのような性質を失わずに制御することです。言い換えれば、ロボットの群れの創発的行動を本質的に制御することを目指しています。ロボットの群れまたはその自己調整的な創発的行動を制御しようとする過去の試みは、主に群れの本質的なランダム性 (予測が困難) と完全な単純さ (リーダー、あらゆる種類の集中管理、長距離通信、グローバルな知識、複雑な内部モデルがなく、いくつかの基本的な反応ルールに基づいてのみ動作する) のために、効果がないことが証明されています。主な問題は、創発現象自体が、現在の研究の最前線にあるにもかかわらず、十分に理解されていないことです。1D および 2D セルオートマトンに関する研究により、ミクロマクロのギャップを埋める隠れた計算層が明らかになりました (つまり、ミクロレベルの個々の行動がマクロレベルのグローバルな行動にどのように影響するか)。ロボットの群れの創発的行動の中心には、埋め込まれた計算メカニズムもあると私たちは仮定しています。この理論を検証するために、ロボットの群れ（粒子と動的ネットワークの両方で表現）をシミュレートし、次にさまざまな種類のインテリジェントな創発的行動を誘発するローカルルールを設計しました（また、創発的行動を持つロボットの群れを進化させる遺伝的アルゴリズムを設計しました）。最後に、これらのロボットの群れを分析し、仮説を確認することに成功しました。時間の経過に伴うそれらの発達と相互作用を分析すると、内部の衝突ベースのロジックに従って群れ全体に情報を保存、伝播、並列処理するさまざまな形式の埋め込まれた時空間パターンが明らかになりました（単純なロボットが自己調整し、群れ全体にグローバルな行動を出現させる謎が解明されました）。