Route Design in Sheepdog System–Traveling Salesman Problem Formulation and Evolutionary Computation Solution–

要約

本研究では、牧羊犬と羊の特性を利用して群れを誘導する牧羊犬システムの誘導制御問題を考える。牧羊犬システムでは、少数の牧羊犬エージェントを用いて羊エージェントを目標値に誘導する戦略が必要であり、様々な手法が提案されている。先行研究では、羊の群れを確実に誘導するための誘導制御則が提案されているが、誘導に必要な牧羊犬の移動距離については考慮されていない。そこで本研究では、羊の群れを誘導するための効率的と思われる経路を巡回セールスマン問題と進化計算によって設計する新しい誘導アルゴリズムを提案する。得られた誘導経路を用いて羊の群れを誘導制御できるかどうかを確認するため、数値シミュレーションを行った。その結果、提案手法により誘導失敗率と誘導距離の両方が減少することを具体的に明らかにした。

要約(オリジナル)

In this study, we consider the guidance control problem of the sheepdog system, which involves the guidance of the flock using the characteristics of the sheepdog and sheep. Sheepdog systems require a strategy to guide sheep agents to a target value using a small number of sheepdog agents, and various methods have been proposed. Previous studies have proposed a guidance control law to guide a herd of sheep reliably, but the movement distance of a sheepdog required for guidance has not been considered. Therefore, in this study, we propose a novel guidance algorithm in which a supposedly efficient route for guiding a flock of sheep is designed via Traveling Salesman Problem and evolutionary computation. Numerical simulations were performed to confirm whether sheep flocks could be guided and controlled using the obtained guidance routes. We specifically revealed that the proposed method reduces both the guidance failure rate and the guidance distance.

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