ROBOFOB

Модели социального поведения в групповой робототехнике

Проект выполнен при поддержке РФФИ (проект № 14-01-00817). Софинансирование – Научный Фонд НИУ ВШЭ

Исполнители

  • Карпов Валерий Эдуардович, доцент, к.т.н., НИЦ “Курчатовский институт”
  • Павловский Владимир Евгеньевич, профессор, д.ф.-м.н., Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН
  • Кулинич Александр Алексеевич, к.т.н., Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
  • Карпова Ирина Петровна, доцент, к.т.н., МИЭМ НИУ ВШЭ
  • Воробьев Виталий Владимирович, аспирант НИЦ “Курчатовский институт”
  • Паршикова Елена Анатольевна, аспирант МИЭМ НИУ ВШЭ

Оглавление

    1. Результаты
    2. Некоторые публикации

    Объектом исследования являются модели социального поведения и их применение к задаче распределенного управления в групповой робототехнике.

    Цель работы – определение и исследование условий появления феномена коллективного и социального поведения в группах роботов, а также исследование вопроса применимости моделей индивидуального и социального поведения к решению технических задач.

    В ходе исследования использовались: модели социального поведения; информационная теория эмоций; технологии построения многоагентных систем; биологически инспирированные механизмы и модели поведения; элементы теории игр и теории коллективного поведения автоматов; модели образования коалиций; модели психических процессов и явлений для групповых сообществ.

    Получены следующие результаты

    Создана математическая модель кооперации агентов (роботов) на основе критериев взаимной полезности и когнитивного диссонанса. Модель позволяет исследовать различные аспекты командного и эгоистичного поведения агентов.
    Исследована возможность применения мультимножеств для оценки ситуации мобильным агентом. Показано, что форма представления свойств объектов окружающей среды в виде мультимножеств позволяет снижать размерность входной задачи, а разработанный способ накопления и хранения данных позволяет агентам обмениваться опытом и успешно решать стоящие перед агентами задачи.
    Предложен подход к управлению поведением роботов, основанный на механизме эмоций. Определено влияние положительных и отрицательных эмоций на поведение роботов.
    Разработаны и апробированы модели эмоционального и темпераментного поведения роботов. Предложен механизм реализации этих биологически инспирированных феноменов на основе обратной связи и двухпараметрической модели возбуждения – торможения.
    Предложена автоматная модель темперамента, позволяющая описывать поведение индивидуума. На основе этой модели показано, что при решении некоторых задач коллективного поведения целесообразно иметь в составе группы индивидуумов с разным поведением, причем это поведение также определяется индивидуальными эмоциями и темпераментом робота.
    Разработана процедура голосования в однородных коллективах роботов, которая позволяет выявлять лидера в группе с использованием только локального взаимодействия.
    Разработана архитектура системы управления и средств коммуникаций коллектива мобильных минироботов.
    Разработаны и описаны концепция и схема макета малого мобильного робота. Представлена система моделирования игры роботов-футболистов. Описаны общая схема игры, используемые модели игры, принципы управления движением роботов-игроков, структура системы моделирования, эвристические методы управления коллективом роботов для достижения цели игры.

    Некоторые публикации

    1. Воробьев В.В. Логический вывод в статическом рое //Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. научных трудов VIII-й Международной научно-технической конференции (Коломна, 18-20 мая 2015 г.). В 2-х томах., М: Физматлит, 2015, Т.2, с.539-548 (doc)
    2. Карпов В.Э. Знак-ориентированный механизм локального взаимодействия между роботами. //Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. научных трудов VIII-й Международной научно-технической конференции (Коломна, 18-20 мая 2015 г.). В 2-х томах., М: Физматлит, 2015, Т.2, с.504-514 (doc)
    3. Карпов В.Э. Коллективное поведение роботов. Желаемое и действительное //Современная мехатроника. Сб. научн.трудов Всероссийской научной школы (г.Орехово-Зуево, 22-23 сентября 2011) Орехово-Зуево, 2011, с.35-51 (doc)
    4. Карпов В.Э. Модели социального поведения в групповой робототехнике. //Управление большими системами, М: ИПУ РАН, 2016, Выпуск 59, с.165-232 (pdf)
    5. Карпов В.Э. Процедура голосования в однородных коллективах роботов //XIV национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2014 (24-27 октября 2014 г., Казань, Россия): Труды конференции. В 3-т., Казань: Изд-во РИЦ «Школа», 2014, Т.2, с.159-167
    6. Карпов В.Э. Сенсорная модель подражательного поведения роботов. //Открытые семантические технологии проектирования интеллектуальных систем = Open Semantic Technologies for Intelligent Systems (OSTIS-2016): материалы VI междунар. науч.-техн. конф. (Минск, 18-20 февраля 2016 года)/редкол.: В.В.Голенков (отв. ред.) [и др.]., Минск: БГУИР, 2016, Выпуск 59, с.471-476 (doc)
    7. Карпов В.Э. Управление в статических роях. Постановка задачи. //VII-я Международная научно-практическая конференция “Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте” (20-22 мая 2013) Сб. научных трудов. В 3-т., М: Физматлит, 2013, Т.2, с.730-739 (pdf)
    8. Карпов В.Э. Частные механизмы лидерства и самосознания в групповой робототехнике //XIII национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2012 (16-20 октября 2012 г., Белгород): Труды конференции, Т.3, Белгород: Изд-во БГТУ, 2012, с.275-283 (doc)
    9. Карпов В.Э. Эмоции и темперамент роботов. Поведенческие аспекты. //Известия РАН. Теория и системы управления №5 М, 2014, с.166-185 (pdf)
    10. Карпова И.П. Псевдоаналоговая коммуникация в группе роботов //Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. научных трудов VIII-й Международной научно-технической конференции (Коломна, 18-20 мая 2015 г.). В 2-х томах., М: , 2015, Т.2, с.549-588
    11. Кулинич А.А. Модель командного поведения агентов (роботов): когнитивный подход //Управление большими системами. №Выпуск 51, М.: М.: ИПУ РАН, 2014, с.174-196
    12. Кулинич А.А. Модель кооперации агентов (роботов) //XIV национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2014 (24-27 октября 2014 г., Казань, Россия): Труды конференции. В 3-т., Казань: Изд-во РИЦ «Школа», 2014, Т.2, с.168-176
    13. Паршикова Е.А. Имитационное моделирование управления в групповой робототехнике на основе многоагентного подхода , М.: , 2015 (doc)