Group-Control Motion Planning Framework for Microrobot Swarms in a Global Field

要約

この論文では、グループ制御と呼ばれる新しいパラダイムを、地球規模のフィールドにおけるマイクロロボットの群れの動作計画にどのように効果的に使用できるかを調査します。
ロボットの位置における小規模局所制御性 (STLC) がグループ制御を通じて達成可能であることを証明します。STLC に必要なグループの最小数は、$n$ ロボットの場合 $\log_2(n + 2) + 1$ です。
次に、制御の複雑さ、動作計画の複雑さ、動作効率の間のトレードオフについて説明します。
より複雑な制御アクションを通じて適切なプリミティブを実現できる場合、動作計画がどのように簡素化されるかを示します。
動作プリミティブの数と計画の複雑さのバランスをとる動作計画の問題を特定します。
グループ制御の有効性を実証するために使用されるシミュレーションを使用して、これらの動作計画の問題のさまざまな具体化が検討されます。

要約(オリジナル)

This paper investigates how a novel paradigm called group-control can be effectively used for motion planning for microrobot swarms in a global field. We prove that Small-Time Local Controllability (STLC) in robot positions is achievable through group-control, with the minimum number of groups required for STLC being $\log_2(n + 2) + 1$ for $n$ robots. We then discuss the trade-offs between control complexity, motion planning complexity, and motion efficiency. We show how motion planning can be simplified if appropriate primitives can be achieved through more complex control actions. We identify motion planning problems that balance the number of motion primitives with planning complexity. Various instantiations of these motion planning problems are explored, with simulations used to demonstrate the effectiveness of group-control.

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