什么是群体机器人_优势有哪些_应用领域一览.docx

什么是群体机器人_优势有哪些_应用领域一览1.群体机器人单一的机器人系统指通过单一的机器人完成某类特定任务，在该领域，理论成果和实际应用〸分丰硕;进入到上个世纪九〸年代，一大批研究者开始考虑利用一群机器人而不是单个的机器人来完成任务的可能性。他们发现在某些特定的情况下，例如探测某地的某种参数，多个机器人往往完成任务效率更高、质量更好。类似于这种情况下的一大批机器人，Beni将其称之为群(Swarm)。同时，受益于生物学的进展，Corne等人提出了群体智慧(SwarmIntelligence)的概念，并由此打开了群体机器人的研究序幕。2.群体机器人的优势在处理复杂和大规模问题时，群体机器人技术的优势如下:(1)并行性群体机器人的数量通常是相当大的，并且该群体能在一个任务中处理多个目标。这表明这个群体能执行涉及分布在环境中大范围内的多个目标任务，而且这个群体明显地节省时间。(2)可扩展性群体中的相互作用是局部的，允许个体在任何时候加入或放弃当前任务，而不打扰整个群体。这个群体通过内部任务重新分配体系而不需要任何外部操作的帮助就能适应数量的改变。这也表明了系统在没有任何软硬件修改的情况下可适应于不同数量的情况，这对于实际应用非常有用。(3)稳定性相似于可扩展性，群体机器人即便因不可抗因素导致群体部分停止时，系统也不会很大程度上被影响。虽然它们的行动能力会不可避免地降低，群体仍然能致力于目标任务。这个特点对于危险环境中的任务是非常有用的。(4)经济群体机器人在设计、构造和日常维护方面的花费比较低。整个系统即使包含成百上千机器人也要比复杂的单个机器人便宜。在群体里的个体能够被大量地生产，然而单个机器人需要精确地制造。(5)能源效率群体里的个体相对于一个大的机器人来说是相当小且简单的。通过比较电池的大小，就可以看出大机器人的能量消耗远超过群体里单个机器人的能量消耗。在一个没有加油设备或有线电力被禁止的环境中，群体机器人比系统单个机器人更有用。3.群体机器人的应用领域及挑战(1)军事领域(Miltary)群体机器人的应用在军事领域中颇多，安全问题在该领域的重要性是不言自明、毫无疑问的。(2)环境监测(Environment)群体机器人可以用来进行环境污染物监测及清理。在该领域，数据的完整性和可用性是首要任务。(3)灾备(DisasterRelief)群体机器人可以应用在灾难频发或者已经发生的地域，用于构建通信网络，因此可用性是首要任务，同时在某些条件下还需要满足认证、识别的需求。(4)生命检测(Healthcare)群体机器人可以在生命检测方面大有作为，因为其成本较低且工作时间长，目前欧洲等国家研发的I-Ward已经应用于该领域。该领域突出的问题在于认证、识别，以及数据安全性和隐私性;(5)商业应用(CommercialApplications)群体机器人可以提供探测即服务(SenseASService,SAAS)的功能，并构建起探测服务平台。拥有技术能力及资源的提供商可以为需要该项服务的请求方提供服务。在该领域数据的安全性、机密性以及用户的隐私性是突出问题，同时还需要尽可能的降低服务成本。：