在2002年大片《少數(shù)派報(bào)告》中最令人難忘的一幕中，湯姆·克魯斯(Tom Cruise)被迫躲藏在一群蜘蛛狀機(jī)器人中，他們搜尋著高聳的公寓大樓。雖然大多數(shù)觀眾可能會(huì)因小型敏捷獵犬的替代而感到困惑，但計(jì)算機(jī)工程師可能會(huì)對(duì)他們優(yōu)雅的控制系統(tǒng)感到驚訝。

在一個(gè)有幾層樓高，有許多房間，數(shù)百個(gè)障礙物和數(shù)千個(gè)檢查場(chǎng)所的建筑物中，數(shù)十個(gè)機(jī)器人作為一個(gè)有凝聚力的單元移動(dòng)。他們以搜索模式展開，以徹底檢查整個(gè)建筑物，同時(shí)拆分任務(wù)，以免浪費(fèi)時(shí)間加倍返回自己的路徑或重新檢查其他機(jī)器人已經(jīng)去過的地方。

對(duì)于人類控制器而言，這種凝聚力將很難實(shí)現(xiàn)，更不用說人工控制器實(shí)時(shí)計(jì)算了。

“如果控制問題在一個(gè)只有幾個(gè)房間的世界中生活著三到四個(gè)機(jī)器人，并且如果通過簡(jiǎn)單的邏輯規(guī)則指定了協(xié)作任務(wù)，則可以使用最先進(jìn)的工具來計(jì)算出最佳解決方案可以在合理的時(shí)間內(nèi)滿足任務(wù)。”杜克大學(xué)機(jī)械工程與材料科學(xué)副教授Mary Milus Yoh和小Harold L. Yoh表示：“ Michael M. Zavlanos

Zavlanos說：“而且，如果您不關(guān)心最佳解決方案，則可以在幾分鐘內(nèi)解決更多房間和更復(fù)雜的任務(wù)，但機(jī)器人頂部仍然只有十幾個(gè)。” “除此之外，當(dāng)前的算法無法克服尋找解決方案的巨大可能性。”

Zavlanos及其最新博士學(xué)位于4月29日在線發(fā)表在《國(guó)際機(jī)器人研究雜志》上。研究生Yiannis Kantaros現(xiàn)在是賓夕法尼亞大學(xué)的博士后研究員，他提出了一種應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的新方法，稱為STyLuS *，適用于大規(guī)模最佳時(shí)間邏輯綜合，它可以解決的問題比當(dāng)前算法所能處理的大得多，其中有數(shù)百個(gè)機(jī)器人，數(shù)以萬計(jì)的房間和高度復(fù)雜的任務(wù)，僅需很少的時(shí)間。

要了解這種新方法的基礎(chǔ)，必須首先了解線性時(shí)態(tài)邏輯，它并不像聽起來那樣可怕。假設(shè)您要對(duì)少數(shù)幾個(gè)機(jī)器人進(jìn)行編程，以便每天從附近收集郵件并將其發(fā)送到郵局。線性時(shí)序邏輯是一種記錄完成此任務(wù)所需的命令的方式。

例如，這些命令可能包括依次訪問每個(gè)房屋，返回郵局，然后等待有人取回收集的郵件，然后再次出發(fā)。盡管這可能很容易用英語說出來，但用數(shù)學(xué)表達(dá)起來卻更加困難。線性時(shí)間邏輯可以通過使用自己的符號(hào)來做到這一點(diǎn)，盡管對(duì)于普通觀察者來說，它們看起來像克林貢語，但它們對(duì)于表達(dá)復(fù)雜的控制問題非常有用。

坎塔羅斯說：“使用線性一詞是因?yàn)闀r(shí)間點(diǎn)具有基于離散線性時(shí)間模型的唯一后繼，而時(shí)間是指使用運(yùn)算符，例如直到，下一個(gè)，最終和始終。” “使用這種數(shù)學(xué)形式主義，我們可以構(gòu)建復(fù)雜的命令，例如'參觀除二號(hào)房屋之外的所有房屋'，'依次參觀三號(hào)和四號(hào)房屋'和'等到你住過一所房屋再到五所房屋。” ”