This paper presents a novel approach that allows a swarm of heterogeneous robots to produce simultaneously segregative and flocking behaviors using only local sensing. These behaviors have been widely studied in swarm robotics and their combination allows the execution of several complex tasks, ranging from surveillance and reconnaissance, to search and rescue, to transport, and to foraging. Although there are several works in the literature proposing different strategies to achieve these behaviors, to the best of our knowledge, this paper is the first to propose an algorithm that emerges simultaneously behaviors and do not rely on global information or communication. Our approach consists of modeling the swarm as a Gibbs Random Field (GRF) and using appropriate potential functions to reach segregation, cohesion and consensus on the velocity of the swarm. Simulations and proof-of-concept experiments using real robots are presented to evaluate the performance of our methodology in comparison to some of the state-of-the-art works that tackle segregative behaviors.


翻译:本文展示了一种新颖的方法,允许多种机器人群集利用仅使用本地感知同时产生隔离和聚集行为。 这些行为在群温机器人中得到了广泛研究,其组合使得能够执行从监视和侦察、搜索和救援、运输和饲料等复杂任务。 虽然文献中有若干著作提出了实现这些行为的不同战略,但据我们所知,本文是第一个提出一种同时产生行为而不依赖全球信息或通讯的算法。 我们的方法包括将群温模拟成吉布斯随机场,并利用适当的潜在功能就群温速度达成隔离、凝聚和共识。 使用真实机器人的模拟和概念验证实验将评估我们方法的性能与处理隔离行为的一些最新工艺相比。

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