Skip to main content

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Collective Lévy Walk for Efficient Exploration in Unknown Environments

verfasst von : Yara Khaluf, Stef Van Havermaet, Pieter Simoens

Erschienen in: Artificial Intelligence: Methodology, Systems, and Applications

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

One of the key tasks of autonomous mobile robots is to explore the unknown environment under limited energy and deadline conditions. In this paper, we focus on one of the most efficient random walks found in the natural and biological system, i.e., Lévy walk. We show how Lévy properties disappear in larger robot swarm sizes because of spatial interferences and propose a novel behavioral algorithm to preserve Lévy properties at the collective level. Our initial findings hold potential to accelerate target search processes in large unknown environments by parallelizing Lévy exploration using a group of robots.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Fußnoten
1
The ARGoS simulator allows to simulate large swarms of robots while taking the desired level of physical details into consideration.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Beal, J.: Superdiffusive dispersion and mixing of swarms. ACM Trans. Auton. Adapt. Syst. 10(2), 10:1–10:24 (2015)CrossRef Beal, J.: Superdiffusive dispersion and mixing of swarms. ACM Trans. Auton. Adapt. Syst. 10(2), 10:1–10:24 (2015)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Khaluf, Y.: Edge detection in static and dynamic environments using robot swarms. In: 2017 IEEE 11th International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems (SASO), pp. 81–90, September 2017 Khaluf, Y.: Edge detection in static and dynamic environments using robot swarms. In: 2017 IEEE 11th International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems (SASO), pp. 81–90, September 2017
4.
Zurück zum Zitat Khaluf, Y., Ferrante, E., Simoens, P., Huepe, C.: Scale invariance in natural and artificial collective systems : a review. J. R. Soc. Interface 14, 20 (2017)CrossRef Khaluf, Y., Ferrante, E., Simoens, P., Huepe, C.: Scale invariance in natural and artificial collective systems : a review. J. R. Soc. Interface 14, 20 (2017)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Plank, M., James, A.: Optimal foraging: Lévy pattern or process? J. R. Soc. Interface 5(26), 1077–1086 (2008)CrossRef Plank, M., James, A.: Optimal foraging: Lévy pattern or process? J. R. Soc. Interface 5(26), 1077–1086 (2008)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Raposo, E.P., Buldyrev, S.V., da Luz, M.G.E., Viswanathan, G.M., Stanley, H.E.: Lévy flights and random searches. J. Phys. Math. Theor. 42(43), 1–12 (2009)MATH Raposo, E.P., Buldyrev, S.V., da Luz, M.G.E., Viswanathan, G.M., Stanley, H.E.: Lévy flights and random searches. J. Phys. Math. Theor. 42(43), 1–12 (2009)MATH
7.
Zurück zum Zitat Sutantyo, D.K., Kernbach, S., Nepomnyashchikh, V.A., Levi, P.: Multi-robot searching algorithm using levy flight and artificial potential field. CoRR abs/1108.5624 (2011) Sutantyo, D.K., Kernbach, S., Nepomnyashchikh, V.A., Levi, P.: Multi-robot searching algorithm using levy flight and artificial potential field. CoRR abs/1108.5624 (2011)
Metadaten
Titel
Collective Lévy Walk for Efficient Exploration in Unknown Environments
verfasst von
Yara Khaluf
Stef Van Havermaet
Pieter Simoens
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-99344-7_24