Matematické modely spolupracujících autonomních robotů

Vedoucí

Ing. Václav Šmídl, PhD., ÚTIA AV ČR

Pracoviště/Tel.

UTIA, Pod vodárenskou věží 4, Praha 8

Klíčová slova

matematické modelování, rozhodovací procesy, teorie pravděpodobnosti

Motivace

Současné teorie řízení a předpovídání neurčitých systémů pracují za předpokladu centralizace, tj. existence jednoho místa ve kterém se scházejí data a generují rozhodnutí.
Toto řešení však klade velké nároky na komunikační kapacitu, která není vždy k dispozici. Vzniká nutnost vytvoření decentralizovaného rozhodování, které deleguje maximum pravomocí na autonomní rozhodovací jednotky (agenty), které mají schopnost vzájemné komunikace. Cílem je vytvoření takové komunikační strategie, která zaručí nejlepší možnou koordinaci akcí všech agentů.

Bylo navrženo mnoho heuristických strategií založených na biologicky, či společensky motivovaných modelech. Tyto modely však nejsou schopny garantovat požadované vlastnosti, nebo studovat optimální chování. K tomu je zapotřebí detailního matematického modelu celého systému. Jedním z perspektivnívh modelů je Partially Observable Stochastic Game (POSG), pro který jsou známy optimální algoritmy řešení. Implementace těchto řešení je však výpočetně velmi náročná. Tyto výsledky však mohou být použity jako vodítko a etalon při konstrukci spočitatelných heuristických algoritmů.

Výsledné algoritmy nalézají použití v aplikacích adaptivního řízení, např. distribuované řízení světelné signalizace na křižovatkách. Dalším přikladem použití při zabezpečení softwarových systémů distribuovaných na několika serverech v internetu.

Úkoly

Budou specifikovány po vzájemné domluvě.

Literatura

Dynamic Programming for Partially Observable Stochastic Games
http://rbrserver.cs.umass.edu/~camato/publications/aaai-SS-04.pdf

Game-Theoretic Control for Robot Teams
http://www.cs.cmu.edu/~remery/thesis/remery-thesis.pdf

From Bayesian decision makers to Bayesian agents
http://staff.utia.cas.cz/smidl/files/publ/soas05.pdf

Poznámka