群體機(jī)器人研究的現(xiàn)狀和發(fā)展

摘要：隨著機(jī)器人的應(yīng)用方式由部件式單元應(yīng)用向系統(tǒng)式應(yīng)用方向發(fā)展，群體機(jī)器人系統(tǒng)的研究越來越受到更多學(xué)者的重視。本文概述了群體機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展歷程，并對(duì)該領(lǐng)域內(nèi)的主要研究?jī)?nèi)容作了簡(jiǎn)單的分析和介紹，提出了未來群體機(jī)器人系統(tǒng)的幾個(gè)重要研究方向。

    關(guān)鍵詞：群體機(jī)器人系統(tǒng) 通信 協(xié)作與控制 沖突

機(jī)器人作為人類２０世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，在短短的４０年內(nèi)發(fā)生了日新月異的變化。近幾年機(jī)器人已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有代表性的戰(zhàn)略目標(biāo)。機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，不但使傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)面貌發(fā)生根本性變化，而且將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。從自動(dòng)化生產(chǎn)線到海洋資源的探索，乃至太空作業(yè)等領(lǐng)域，機(jī)器人可謂是無處不在。然而就目前的機(jī)器人技術(shù)水平而言，單機(jī)器人在信息的獲取、處理及控制能力等方面都是有限的，對(duì)于復(fù)雜的工作任務(wù)及多變的工作環(huán)境，單機(jī)器人的能力更顯不足。于是人們考慮由多個(gè)機(jī)器人組成的群體系統(tǒng)通過協(xié)調(diào)、協(xié)作來完成單機(jī)器人無法或難以完成的工作。群體機(jī)器人系統(tǒng)比單機(jī)器人系統(tǒng)具有更強(qiáng)的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

·相互協(xié)調(diào)的ｎ個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的能力可以遠(yuǎn)大于一個(gè)單機(jī)器人系統(tǒng)的ｎ倍，群體機(jī)器人系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)器人系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜任務(wù)；

·設(shè)計(jì)和制造多個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)器人比單個(gè)復(fù)雜機(jī)器人更容易、成本更低；

·使用群體機(jī)器人系統(tǒng)可以大大節(jié)約時(shí)間，提高效率；

·群體機(jī)器人系統(tǒng)的平行性和冗余性可以提高系統(tǒng)的柔性和魯棒性等。

此外因?yàn)槿后w機(jī)器人系統(tǒng)具有空間分布、功能分布、時(shí)間分布等特點(diǎn)，利用這些特點(diǎn)可以達(dá)到以下目的：

·通過群體機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)在特性提高完成任務(wù)的效率；

·通過共享資源（信息、知識(shí)等）彌補(bǔ)單機(jī)器人能力的不足，擴(kuò)大完成任務(wù)的能力范圍；

·利用系統(tǒng)內(nèi)機(jī)器人資源的冗余性提高完成任務(wù)的可能性，增加系統(tǒng)的性能。

因此，進(jìn)行群體機(jī)器人系統(tǒng)的研究是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，必將對(duì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展帶來劃時(shí)代的變革。

１ 群體機(jī)器人研究的主要內(nèi)容

群體機(jī)器人系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容為：群體機(jī)器人系統(tǒng)的通信，群體機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)作與控制，群體機(jī)器人系統(tǒng)沖突問題的解決。

根據(jù)系統(tǒng)中機(jī)器人功能結(jié)構(gòu)的不同，可將群體機(jī)器人系統(tǒng)分為同構(gòu)系統(tǒng)和異構(gòu)系統(tǒng)。同構(gòu)系統(tǒng)就是系統(tǒng)中每個(gè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)

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