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

1、中南大學博士學位論文基于進化免疫系統(tǒng)理論的多機器人協(xié)作和機器人目標探索研究姓名：DioubateMamadyI申請學位級別：博士專業(yè)：計算機應用技術指導教師：譚冠政20090301摘要化的T淋巴細胞(EvolvedTlymphocyte，ELC)來代表機器人的傳感器／探測器；(4)基于免疫系統(tǒng)遺傳算法(ImmuneSystemGeneticAlgorithm，ISGA)的機器人魯棒控制方法；(5)利用Simulink軟件實現(xiàn)對機器人魯棒

2、控制進行仿真實驗的方法。首先，我們以多機器人協(xié)作搬運物體為例，對上述問題進行了研究。通過協(xié)調協(xié)作，多個機器人可以將空間中一個具有任意形狀的物體從一個位置搬運到另一個位置，搬運過程在數學上可以通過物體重心的位移軌跡來描述。其次，我們將研究工作延展到一個稱之為“機器人目標探索“(RobotGoalDiscoveryROGODIS)的工業(yè)問題。在這個問題中，要求一個機器人單獨對一個有限大小的區(qū)域進行探索，找到一扇滿足條件的小門并將目標物體放入

3、其中。整個過程要求機器人避開所遇到的障礙物并成功地找到小門。以下是對這兩項研究工作的詳細介紹。目前，許多可用于物體探測的多機器人控制系統(tǒng)都是基于集中式控制的思想設計的。雖然相對來說其實現(xiàn)比較容易，但由于集中式控制的計算量和通信量都比較大，從而使得這類系統(tǒng)的應用效果和應用規(guī)模受到制約。并且，集中式控制也不適合用于多機器人的協(xié)調協(xié)作。在多機器人協(xié)調協(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。依靠良好的通信機制實現(xiàn)高效、可靠的信息

4、共享是多機器人協(xié)作成功的關鍵。為此，本文建立了基于自然免疫系統(tǒng)工作機理的多智能體系統(tǒng)體系結構，并將人工免疫系統(tǒng)應用到多智能體系統(tǒng)中作為智能體的計算智能。這種體系結構在免疫系統(tǒng)和智能體之間建立了_種類比關系，它將免疫系統(tǒng)機理應用到多智能體系統(tǒng)中，采用分布式方式去實現(xiàn)全局目標。我們建立的這種策略已被成功地應用到多機器人協(xié)調協(xié)作物體搬運問題中。在這個問題中，我們采用仿真方法建立了一組機器人，它們利用自組織方式協(xié)作探測被搬運物體的重心并完成對物