基于進(jìn)化免疫系統(tǒng)理論的多機(jī)器人協(xié)作和機(jī)器人目標(biāo)探索研究.pdf

1、中南大學(xué)博士學(xué)位論文基于進(jìn)化免疫系統(tǒng)理論的多機(jī)器人協(xié)作和機(jī)器人目標(biāo)探索研究姓名：DioubateMamadyI申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)教師：譚冠政20090301摘要化的T淋巴細(xì)胞(EvolvedTlymphocyte，ELC)來(lái)代表機(jī)器人的傳感器／探測(cè)器；(4)基于免疫系統(tǒng)遺傳算法(ImmuneSystemGeneticAlgorithm，ISGA)的機(jī)器人魯棒控制方法；(5)利用Simulink軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人魯棒

2、控制進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的方法。首先，我們以多機(jī)器人協(xié)作搬運(yùn)物體為例，對(duì)上述問題進(jìn)行了研究。通過協(xié)調(diào)協(xié)作，多個(gè)機(jī)器人可以將空間中一個(gè)具有任意形狀的物體從一個(gè)位置搬運(yùn)到另一個(gè)位置，搬運(yùn)過程在數(shù)學(xué)上可以通過物體重心的位移軌跡來(lái)描述。其次，我們將研究工作延展到一個(gè)稱之為“機(jī)器人目標(biāo)探索“(RobotGoalDiscoveryROGODIS)的工業(yè)問題。在這個(gè)問題中，要求一個(gè)機(jī)器人單獨(dú)對(duì)一個(gè)有限大小的區(qū)域進(jìn)行探索，找到一扇滿足條件的小門并將目標(biāo)物體放入

3、其中。整個(gè)過程要求機(jī)器人避開所遇到的障礙物并成功地找到小門。以下是對(duì)這兩項(xiàng)研究工作的詳細(xì)介紹。目前，許多可用于物體探測(cè)的多機(jī)器人控制系統(tǒng)都是基于集中式控制的思想設(shè)計(jì)的。雖然相對(duì)來(lái)說(shuō)其實(shí)現(xiàn)比較容易，但由于集中式控制的計(jì)算量和通信量都比較大，從而使得這類系統(tǒng)的應(yīng)用效果和應(yīng)用規(guī)模受到制約。并且，集中式控制也不適合用于多機(jī)器人的協(xié)調(diào)協(xié)作。在多機(jī)器人協(xié)調(diào)協(xié)作中，遇到的主要挑戰(zhàn)(問題)是系統(tǒng)中的信息是分布式的。依靠良好的通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)高效、可靠的信息

4、共享是多機(jī)器人協(xié)作成功的關(guān)鍵。為此，本文建立了基于自然免疫系統(tǒng)工作機(jī)理的多智能體系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并將人工免疫系統(tǒng)應(yīng)用到多智能體系統(tǒng)中作為智能體的計(jì)算智能。這種體系結(jié)構(gòu)在免疫系統(tǒng)和智能體之間建立了_種類比關(guān)系，它將免疫系統(tǒng)機(jī)理應(yīng)用到多智能體系統(tǒng)中，采用分布式方式去實(shí)現(xiàn)全局目標(biāo)。我們建立的這種策略已被成功地應(yīng)用到多機(jī)器人協(xié)調(diào)協(xié)作物體搬運(yùn)問題中。在這個(gè)問題中，我們采用仿真方法建立了一組機(jī)器人，它們利用自組織方式協(xié)作探測(cè)被搬運(yùn)物體的重心并完成對(duì)物