IEEE Fellow、北京大学喻俊志教授等在IEEE/CAA Journal of Automatica Sincia 2022年第1期发表综述:Ziye Zhou, Jincun Liu and Junzhi Yu, "A Survey of Underwater Multi-Robot Systems," IEEE/CAA J. Autom. Sinica, vol. 9, no. 1, pp. 1-18, Jan. 2022,DOI: 10.1109/JAS.2021.1004269,从新功能出现的角度对UMRS的关键组成部分之一——合作问题进行了全面的研究。更具体地,根据任务空间、运动空间、测量空间以及它们的组合对合作进行分类。进一步,从单个水下机器人的性能、水下机器人的新功能和MRS的技术途径三个方面分析了UMRS的体系结构。最后,讨论了未来研究的相关前景。该综述为合理利用UMRS在复杂海洋应用场景中完成各种水下任务提供了有价值的见解。

论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9583166

近年来,水下机器人的发展对海洋勘探和开发产生了重大影响。水下机器人可以承受深海环境中的高压,人类在那里停留是很危险的,可以执行勘探、采样、侦察、目标搜索等任务。尽管研究人员通过使用水下机器人技术取得了重大进展,但由于在广阔的海洋中工作效率的限制,单个机器人很难胜任这些任务。因此,研究人员渴望应用水下多机器人系统(UMRS),以更高的效率和更低的成本完成任务。

水下多机器人系统(UMRS)作为海洋开发与多机器人系统(MRS)交叉的领域,近几十年来越来越受到研究人员和工程师的重视。

然而,研究人员很少讨论合作的抽象概念,而是处理MRS的具体任务。造成这种现象的原因之一是,合作是非常明显的,而且很容易与不合作区分开来,所以研究人员不需要讨论合作的抽象定义。实际上,探索合作的概念对于理解、设计和发展MRS是有意义的。

Leitner根据《牛津英语词典》中的定义讨论了合作,并将合作分为主动合作和被动合作。Farinelli等人的研究成果显示,MRS的合作被分为意识到的和没有意识到的,然后意识到的合作又被细分为强协调、弱协调和不协调。在一些研究中,合作总是被认为是竞争的对立面。然而,大多数竞赛规则是为考察MRS的性能而设计的,如机器人杯和国际机器人足球协会联合会(FIRA)杯。事实上,我们还没有发现任何为内部竞争设计的UMRS。Yu等人提出了一个水下机器人的竞争架构,并通过2vs2的竞争与固定的反应性防御策略进行了比较。Shao和Wang设计了一个用于机器人鱼竞争的类似马球的游戏平台。为了测试基于视觉的机器人鱼的性能,Zheng等人提出了一套国际水下机器人竞赛(IURC)的游戏规则。简而言之,两个或多个MRS之间的竞争目的是为了筛选出更有效的合作机制。

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