Continuous Sculpting: Persistent Swarm Shape Formation Adaptable to Local Environmental Changes

要約

ロボットの群れは、その人気が高まっているにもかかわらず、各個体の動作時間によって制限されたままである。我々は、人間がロボットの群れを、バッテリーのような搭載エネルギーの制約に左右されずに、空間内で永続する形状に彫刻することを可能にするアルゴリズムを提示する。ロボットは形状を通る経路を生成し、ロボットは形状に出入りする。形状の内側のロボットは、人間が開始した変化に反応し、それに応じて形状を通る経路を適応させる。形状の外側にいるロボットは、充電して形状に戻り、形状を無期限に維持できるようにする。提示されたアルゴリズムは、メッセージパッシングとロボットの動きを用いて、群全体を通して形状の変更を伝達する。これらのアルゴリズムにより、形状に任意の変更が加えられても、群を持続させることができる。これらのアルゴリズムの詳細を説明し、シミュレーションと移動ロボットの群れでの性能を示す。その結果、農業や緊急対応などのアプリケーションにおいて、長時間、動的な形状に基づくタスクに適した群動作を実現する。

要約(オリジナル)

Despite their growing popularity, swarms of robots remain limited by the operating time of each individual. We present algorithms which allow a human to sculpt a swarm of robots into a shape that persists in space perpetually, independent of onboard energy constraints such as batteries. Robots generate a path through a shape such that robots cycle in and out of the shape. Robots inside the shape react to human initiated changes and adapt the path through the shape accordingly. Robots outside the shape recharge and return to the shape so that the shape can persist indefinitely. The presented algorithms communicate shape changes throughout the swarm using message passing and robot motion. These algorithms enable the swarm to persist through any arbitrary changes to the shape. We describe these algorithms in detail and present their performance in simulation and on a swarm of mobile robots. The result is a swarm behavior more suitable for extended duration, dynamic shape-based tasks in applications such as agriculture and emergency response.

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arxiv.jp, DeepL