Equivalent Environments and Covering Spaces for Robots

要約

この論文では、センシングおよび作動コンポーネントを含むロボット システムを、一般的なトポロジカルな動的システムとして正式に定義します。
焦点は、ロボットが置かれるさまざまな環境を区別できない一般的な条件を決定することにあります。
重要な結果は、非常に一般的な条件下で、カバーマップがそのような区別不能性を目撃するということです。
これは、ロボット工学においてよく研究されているループ閉包問題の背後にある直観を形式化します。
重要な特殊なケースは、センサー マッピングが環境のローカル トポロジー (メトリック) 構造の不変式を報告する場合です。これは、そのような構造が (メトリック) カバー マップによって保存されるためです。
被覆は環境の等価性のための十分条件を提供しますが、バイシミュレーションを使用して必要条件も提供します。
全体的なフレームワークは、ロボット工学および関連分野で以前に特定された現象を統合するために適用され、センサーを備えた移動エージェントは限られたデータに基づいて環境について推論する必要があります。
多くの未解決の問題が特定されています。

要約(オリジナル)

This paper formally defines a robot system, including its sensing and actuation components, as a general, topological dynamical system. The focus is on determining general conditions under which various environments in which the robot can be placed are indistinguishable. A key result is that, under very general conditions, covering maps witness such indistinguishability. This formalizes the intuition behind the well studied loop closure problem in robotics. An important special case is where the sensor mapping reports an invariant of the local topological (metric) structure of an environment because such structure is preserved by (metric) covering maps. Whereas coverings provide a sufficient condition for the equivalence of environments, we also give a necessary condition using bisimulation. The overall framework is applied to unify previously identified phenomena in robotics and related fields, in which moving agents with sensors must make inferences about their environments based on limited data. Many open problems are identified.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google