Adaptive Teaming in Multi-Drone Pursuit: Simulation, Training, and Deployment

要約

適応的なチームは、事前の調整なしに目に見えないチームメイトと協力する能力であり、マルチロボットコラボレーションにおける露出不足の課題のままです。
このペーパーでは、マルチドローン協同組合の適応チーム化に焦点を当てています。これは、国境監視、捜索救助、テロ対策などの現実世界のアプリケーションを伴う重要なタスクです。
最初に\ textbf {a}ダプティブチームを\ textbf {m} ulti- \ textbf {d} rone \ textbf {p} ursuit（at-mdp）問題で定義し、形式化し、AT-MDPフレームワークを紹介します。
シミュレーション、アルゴリズムトレーニング、実世界の展開を統合します。
AT-MDPフレームワークは、シミュレーション用の柔軟な実験構成とインターフェイス、広範なアルゴリズム動物園（2つの新たに提案されたベースラインメソッドを含む）を備えた分散トレーニングフレームワーク、および適応型チームを評価するための目に見えないドローン動物園を提供し、実際の展開システムと同様に、目に見えないドローン動物園を提供します。
エッジコンピューティングとクレイジーフリードローンを利用します。
私たちの知る限り、AT-MDPフレームワークは、複雑な実世界のドローンタスクにおける継続的なアクションの意思決定のための最初の適応フレームワークであり、複数のドローンが目に見えないチームメイトと効果的に調整できるようにします。
増加する困難の4つのマルチドローン追跡環境での広範な実験は、AT-MDPフレームワークの有効性を確認しますが、実際の展開は物理システムでの実現可能性をさらに検証します。
ビデオとコードはhttps://sites.google.com/view/at-mdpで入手できます。

要約(オリジナル)

Adaptive teaming, the ability to collaborate with unseen teammates without prior coordination, remains an underexplored challenge in multi-robot collaboration. This paper focuses on adaptive teaming in multi-drone cooperative pursuit, a critical task with real-world applications such as border surveillance, search-and-rescue, and counter-terrorism. We first define and formalize the \textbf{A}daptive Teaming in \textbf{M}ulti-\textbf{D}rone \textbf{P}ursuit (AT-MDP) problem and introduce AT-MDP framework, a comprehensive framework that integrates simulation, algorithm training and real-world deployment. AT-MDP framework provides a flexible experiment configurator and interface for simulation, a distributed training framework with an extensive algorithm zoo (including two newly proposed baseline methods) and an unseen drone zoo for evaluating adaptive teaming, as well as a real-world deployment system that utilizes edge computing and Crazyflie drones. To the best of our knowledge, AT-MDP framework is the first adaptive framework for continuous-action decision-making in complex real-world drone tasks, enabling multiple drones to coordinate effectively with unseen teammates. Extensive experiments in four multi-drone pursuit environments of increasing difficulty confirm the effectiveness of AT-MDP framework, while real-world deployments further validate its feasibility in physical systems. Videos and code are available at https://sites.google.com/view/at-mdp.

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