在過去的十年左右的時間里，研究人員一直在嘗試開發(fā)可以在機器人團隊之間實現(xiàn)有效協(xié)作策略的技術(shù)。機器人團隊要比單個機器人更好地完成的任務(wù)之一是同時搜索其周圍環(huán)境中的多個目標或物體。

一組機器人能夠一次集體尋找和識別多個目標的能力可能對廣泛的應(yīng)用很有用。例如，它可以幫助監(jiān)視應(yīng)用程序并幫助更好地跟蹤個人或車輛。

同濟大學(xué)和斯圖加特大學(xué)的研究人員最近設(shè)計了一個系統(tǒng)框架，以使群體機器人能夠更有效地進行多目標搜索。該框架在IEEE Access上發(fā)表的一篇論文中提出，基于機械粒子群優(yōu)化方法和人工勢場的使用。

研究人員在論文中寫道：“創(chuàng)新的擴展使生物啟發(fā)式粒子群優(yōu)化技術(shù)首先具有機器人的機械性能，從而降低了控制費用，并且已經(jīng)超出了該算法的常規(guī)應(yīng)用范圍。”

在他們的論文中，研究人員首先總結(jié)了先前開發(fā)的用于多目標搜索的技術(shù)的關(guān)鍵特征，強調(diào)了這些技術(shù)在評估中的表現(xiàn)如何。隨后，他們提出了基于機械粒子群優(yōu)化和人工勢場的自己的方案。

研究人員的計劃考慮了可以從多個目標搜索中受益的現(xiàn)實世界中的群體機器人應(yīng)用程序。為了實現(xiàn)更有效的搜索，它會將整個機器人群組織為子組，這些子組根據(jù)這些目標之間的差異(例如，信號頻率)來搜索目標。

當一個小組朝一個目標而不是分配給它的目標移動時，它會受到懲罰。研究人員提出的框架除了可以指導(dǎo)群體的集體行為以更有效地搜索多個目標外，還可以幫助機器人避免周圍環(huán)境的障礙或阻礙其前進的道路。

研究人員在論文中解釋說：“向無目標的機器人群施加懲罰，因此為每個機器人群建立了一個單峰目標函數(shù)。” “與此同時，所開發(fā)的方法還具有根據(jù)模塊切換策略根據(jù)其優(yōu)先級工作的避障能力。”

同濟大學(xué)和斯圖加特大學(xué)的研究人員在仿真和涉及他們開發(fā)的真正移動機器人的實驗中對他們的方案進行了評估。他們發(fā)現(xiàn)，即使只有少數(shù)幾個機器人在進行搜索，他們的框架也允許機器人群體集體搜索并找到多個目標。

將來，最近這篇論文中介紹的新方案可以使機器人團隊以高效且有組織的方式一次搜索多個目標。這可以為廣泛的應(yīng)用打開新的有趣的可能性，例如，增強監(jiān)視方法或使機器人團隊能夠用作在各種環(huán)境中搜索特定項目的手段。

在接下來的研究中，研究人員計劃進一步評估他們的方法的有效性及其在特定的實際應(yīng)用中的價值。此外，他們希望進一步開發(fā)其方案，以提高機器人所實現(xiàn)的整體定位精度。