AT-Drone: Benchmarking Adaptive Teaming in Multi-Drone Pursuit

要約

適応的チーミング（エージェントが、事前に協調することなく、不慣れなチームメイトと効果的に協調する能力）は、バーチャルビデオゲームでは広く研究されているが、現実世界のマルチロボット文脈では見過ごされている。しかし、このような適応的な協調は、国境監視、捜索救助、対テロ作戦などの実世界のアプリケーションにとって極めて重要である。このギャップに対処するために、我々はAT-Droneを紹介する。AT-Droneは、マルチドローン追跡シナリオにおける適応的なチーム戦略の包括的な訓練と評価を容易にするために明示的に設計された初の専用ベンチマークである。AT-Droneは以下のような重要な貢献をしている：(1) アダプティブ・チーミングのマルチドローン追跡タスクを直感的かつ迅速に設定できる、適応可能なシミュレーション環境設定ツール。(2) シミュレーションの洞察を、エッジデバイスとCrazyflieドローンを使用した実用的なドローン評価にシームレスに変換する、合理化された実世界展開パイプライン。(3)分散トレーニングフレームワークと統合された新しいアルゴリズムズー。(4) アダプティブ・チーミングのパフォーマンスを厳密に評価するために新たに設計された未公開ドローン動物園を用いた標準化された評価プロトコル。段階的に難しくなる4つのマルチドローン追跡シナリオにおける包括的な実験評価により、AT-Droneがアダプティブ・チーミング研究を推進する上で有効であることが確認された。実世界でのドローン実験により、AT-Droneの現実的な実現可能性と現実的なロボット操作への有用性がさらに検証された。動画、コード、重さは、⽶⽊url{https://sites.google.com/view/at-drone} でご覧いただけます。

要約(オリジナル)

Adaptive teaming-the capability of agents to effectively collaborate with unfamiliar teammates without prior coordination-is widely explored in virtual video games but overlooked in real-world multi-robot contexts. Yet, such adaptive collaboration is crucial for real-world applications, including border surveillance, search-and-rescue, and counter-terrorism operations. To address this gap, we introduce AT-Drone, the first dedicated benchmark explicitly designed to facilitate comprehensive training and evaluation of adaptive teaming strategies in multi-drone pursuit scenarios. AT-Drone makes the following key contributions: (1) An adaptable simulation environment configurator that enables intuitive and rapid setup of adaptive teaming multi-drone pursuit tasks, including four predefined pursuit environments. (2) A streamlined real-world deployment pipeline that seamlessly translates simulation insights into practical drone evaluations using edge devices and Crazyflie drones. (3) A novel algorithm zoo integrated with a distributed training framework, featuring diverse algorithms explicitly tailored, for the first time, to multi-pursuer and multi-evader settings. (4) Standardized evaluation protocols with newly designed unseen drone zoos, explicitly designed to rigorously assess the performance of adaptive teaming. Comprehensive experimental evaluations across four progressively challenging multi-drone pursuit scenarios confirm AT-Drone’s effectiveness in advancing adaptive teaming research. Real-world drone experiments further validate its practical feasibility and utility for realistic robotic operations. Videos, code and weights are available at \url{https://sites.google.com/view/at-drone}.

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