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智能仓储机器人集群有望胜过蜜蜂和蚂蚁

——访浙江大学电气工程学院教授林志赟
2018年01月15日 09:45:00 来源:科技金融时报 作者:金乐平 徐敏

  为何蜜蜂们可以营造漂亮庞大的蜂房、酿造可口营养的蜂蜜?为何蚂蚁们能够搬运体积比自身大得多的昆虫?为何猛虎斗不过群狼?

  浙江大学电气工程学院系统科学与工程系教授林志赟近日在接受记者采访的时候说:“依靠卓越的合作和协调,今后我们设计的人工智能仓储机器人集群,以及无人驾驶货车、无人机等等也能够干得像蜜蜂和蚂蚁一样漂亮。”林志赟教授和他的研发团队多年来在浙江省自然科学基金的资助下开展了多智能体和群体智能方向的研究,其承担的杰出青年项目“基于局部信息交互的分布式协同估计理论及应用研究”不久前通过了结题验收。

  林志赟告诉记者,近年来,随着计算机、传感器、无线通信以及控制技术的进步,多智能体系统已成为当今自动控制、机器人、智能电网等领域一个非常重要的研究方向。智能体可以是地面、水下自主机器人、卫星、无人飞机、移动传感器、软件模块甚至是一个物理器件单元等等。多智能体系统由多个简单的智能体组成,它们通过彼此的协调合作,从而完成大型的、复杂的目标任务。

  譬如一群水下机器人编队可以非常有效地进行海洋资源探测,自主机器人编队可以有效地在危险区域进行目标搜索和定位。如果考虑卓越的合作和协调,其群体所表现出来的能力要远远超出单个个体所能达到的。面对复杂的作业任务,面对真实世界的非结构化和动态特点,与单个智能体相比,多智能体系统往往具有空间与功能上的分布性、执行任务时的并行性、较强的容错能力和较低的经济成本等优点。

  分布式状态估计作为多智能体系统的一个根本性研究问题,其主要目标是利用多个智能体的配合和信息交互,实现对目标状态的高效而又准确的估计。而分布式的调度和优化则是通过信息的共享和交互,优化各自的决策变量实现对全局目标效能的最优化。譬如海洋资源的勘探、感兴趣目标的搜索、危险区域搜救、智能电网中的经济发电及负荷侧主动管理等等,都将离不开分布式协同状态估计和分布式优化调度。

  该项目以无线传感器网络、机器人编队、智能电网为实际应用背景,对共同目标状态的分布式协作估计、分布式个体目标状态的分布式协作估计、源于通信受限的分布式调度与优化以及基于通信调度的分布式协同估计等科学问题做了深入全面的探索,取得了一系列创新性成果。研究成果受到了国内外学术界的广泛关注,论文它引60多次。基于通信受限的分布式调度与优化的研究内容已转入国家自然科学基金项目研究。

  林志赟教授认为,本项目成果十分有助于本研究团队在多智能体分布式控制、估计与优化领域的学术创新,为进一步探索多智能体系统的新理论和新成果奠定了扎实的基础。同时,发展的理论成果将最终为智能仓储机器人集群、低成本网络多自主机器人系统、传感器网络在智慧物流、资源探测以及复杂环境搜救等实际应用场合提供理论支撑和实用性算法。自主无人系统、无线传感网、机器人、大数据、智慧城市、智能电网等都将是浙江省重点发展的产业方向。本研究涉及这些重点产业应用的核心基础理论和关键技术,研究结果具有重要指导意义和应用价值。为进一步加强这方面的建设和发展步伐,建议继续加大投入这方面的相关应用基础研究,获得先进的实用性技术和算法。

  记者  金乐平  通讯员  徐敏

我与科学基金(299)|(浙江省自然科学基金委员会协办)

[编辑: 胡恩华]
(本文来源:科技金融时报)
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