Modelarea tiparelor de comportament emergent în medii colaborative robotizate şi reţele de senzori inteligenţi

Abstract

Utilizarea unor echipe de roboţi pentru efectuarea unor activități complexe cum ar fi explorarea, monitorizarea si operarea in medii necunoscute sau periculoase pentru om prezintă o serie de avantaje esențiale: substituirea intervenției umane, autonomie de operare pe termen lung, precizie foarte buna si constanta, creșterea eficientei prin paralelizare, creșterea fiabilității sistemului in ansamblu prin redundanta si distribuirea resurselor Coordonarea întregului sistem poate ajunge extrem de complex, dar studiul sistemelor naturale poate conduce la dezvoltarea unor soluţii extrem de eficiente bazate pe aplicarea tiparelor de comportament emergent. Prin urmare, s-a dezvoltat un cadru teoretic pentru reprezentarea tiparelor de comportament emergent. Modelul de comportament emergent este utilizat pentru determinarea numărului minim de entităţi necesare pentru îndeplinirea unei sarcini, precum şi pentru determinarea timpului necesar îndeplinirii sarcinii. Modelul matematic a fost validat teoretic prin implementarea în utilitarul Mathematica şi prin simularea într-un simulator special creat. În continuare, modelul a fost adaptat, implementat şi testat într-un colectiv robotic real, folosind roboţi LEGO Mindstorm NXT. Au fost efectuate serii de experimente pentru validarea experimentală a modelui. Rezultatele obţinute experimental sunt consecvente cu cele obţinute din simulări dar şi cu cele teoretice obţinute prin aplicarea direct a modelului.