ВВЕДЕНИЕ. В работе [1] говорится о том, что в настоящий момент одним из основных направлений исследований в области робототехники является групповая робототехника (ГР)

В работе [1] говорится о том, что в настоящий момент одним из основных направлений исследований в области робототехники является групповая робототехника (ГР) - это очередной подход к координации систем многих роботов, которые состоят из большого числа в основном простых физических роботов. Предполагается, что желаемое коллективное поведение возникает из взаимодействия роботов между собой и их взаимодействия с окружающей средой.

Идеологическая основа групповой робототехники – это эффект эмерджентности поведения, наблюдаемый у социальных насекомых. Считается, что относительно простые правила индивидуального поведения могут создавать сложное организованное поведение всего роя. Ключевым моментом является взаимодействие между членами группы, которое создаёт систему постоянной обратной связи, а целевой функцией – разумность поведения не индивидуума, а всей группы роботов.

Особенно важно коллективное взаимодействие тогда, когда мы имеем дело с мини- и микророботами. Будучи крайне ограниченными в своих возможностях, эти роботы способны решить поставленную задачу лишь при их массовом применении. Примером такого применения микророботов может служить так называемая «интеллектуальная пыль», когда с самолета сбрасывается «туча» микророботов, каждый из которых должен выполнять некоторые простейшие функции, например, сбора информации о покрываемой территории или поражения объектов противника.

В отличие от известных распределённых робототехнических систем, групповая робототехника подчёркивает необходимость большого количества роботов, а также предполагает масштабируемость, например, с использованием только локальной связи.

Важным аспектом групповой робототехники является ее техническая направленность: создание конструкции роботов, систем управления, механизмов взаимодействия. При этом принципиальными факторами в групповой робототехнике являются миниатюризация и стоимость. Это – основные проблемы в создании больших групп роботов, поэтому простоте каждого члена команды в групповой робототехнике уделяется особое внимание[1].

Цель диссертационной работы заключается в разработке алгоритмов и программных средств для взаимодействия мобильных роботов в коллективе.

Задачей диссертационной работы является создание коллектива роботов, способных эффективно взаимодействовать друг с другом на примере групповой борьбы.

Объектом исследования являются коллективы роботов, способных эффективно взаимодействовать друг с другом для достижения общей цели.

Предмет исследования составляют модели и алгоритмы взаимодействия роботов в коллективе на основе распределения целей и разрешения конфликтов.

Методы исследования. При выполнении магистерской диссертации использованы понятия и методы теории систем и теории алгоритмов, информатики и искусственного интеллекта, теории коллективного поведения и групповой робототехники.

Основными элементами научной новизны магистерской диссертацииявляются:

1. Алгоритм планирования совместных действий коллектива роботов на основе первоначальных данных.

2. Архитектура программно-аппаратного комплекса для исследований коллективного поведения роботов.

Практическая ценность магистерской диссертации, в первую очередь, связана с разработкой архитектуры мобильного когнитивного робота, предназначенного для функционирования в составе интеллектуальной системы и реализацией алгоритмов первоначального планирования в составе коллектива.

Достоверность научных результатов подтверждена данными компьютерного моделирования.

Апробация работы производилась на тестовом коллективе роботов и показала достаточную адекватность предложенных алгоритмов. Кроме того, ряд положений работы представлялся на международной студенческой конференции «НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» в 2012 году[19] и на VII Международной научно-практической конференции "Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте". [20]

На защиту выносятся:

1. Алгоритм планирования совместных действий коллектива роботов на основе первоначальных данных.

2. Архитектура программно-аппаратного комплекса для исследований коллективного поведения роботов.

3. Система виртуального моделирования роботов.

4. Система позиционирования роботов.