Вас вітає Інтернет конференція!
Вітаємо на нашому сайті
РОЙОВИЙ ІНТЕЛЕКТ ТА ЙОГО ЗАСТОСУВАННЯ
10.12.2022 17:37
[1. Інформаційні системи і технології]
Автор: Бінько Ігор Вікторович, аспірант, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», м. Харків; Калашнікова Василиса Ігорівна, аспірантка, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», м. Харків
Вступ
Ройовий інтелект (РІ) — це популярна мультиагентна структура, на яку спочатку надихнуло поведінку роїв, що спостерігається в природних системах, таких як колонії мурах і бджіл. У системі, розробленій на основі РІ, кожен агент діє автономно, реагує на динамічні вхідні дані та, неявно чи явно, працює спільно з іншими членами рою без центрального контролю. Очікується, що система в цілому демонструватиме глобальні моделі та поведінку.
Щоб мотивувати майбутні застосування роїв, ми використовуємо поняття кіберфізичних систем (КФС). КФС – це спосіб охопити широкий спектр технологій, включаючи робототехніку, Інтернет речей, системи на чіпі, вбудовані системи тощо.
Поки що переважна більшість робіт, які були розгорнуті та протестовані на фізичних роях, належать до сфери ройової робототехніки. Крім того, вони були обмежені використанням невеликих, простих і досить мінімалістичних роботів, оснащених простими датчиками, які обмінюються мінімальними обсягами даних. Як наслідок і незважаючи на цікаву поведінку самоорганізації, яку можна спостерігати, більшість із цих робіт є доказами концепцій, які навряд чи можна масштабувати до корисних програм у реальному світі: навряд чи їх можна перенести на складні реальні завдання надійно, передбачувано та ефективно. Питання полягає в тому, чи зможуть ройові робототехніки, точніше КФС-рої, незабаром перейти від стадії вивчення групової поведінки в досить абстрактних термінах до стадії створення систем, які можуть надійно робити корисні речі в реальному світі. Для цього може знадобитися перехід від поточних надто спрощених моделей роботів і елементів керування до моделей і елементів керування, які базуються на більш зручному компромісі між простотою конструкції та здатністю виконувати складні речі ефективним і надійним способом. Це може включати перехід від надзвичайно економного використання ресурсів та інформації до більш інтенсивного використання даних датчиків та обміну інформацією.
Найбільш перспективні програми в майбутньому
Хоча на сьогоднішній день впровадження РІ в реальному світі досить обмежені, ми визнаємо той факт, що ідеї та методи РІ потенційно можуть знайти своє застосування в широкому спектрі практичних сценаріїв.
Реагування на надзвичайні ситуації. Наявність професійних команд першої служби реагування в надзвичайних ситуаціях відіграє вирішальну роль для порятунку життів та/або відновлення первинних послуг. Звичайні групи швидкого реагування включають поліцію, армію, пожежні бригади та рятувальні служби служб цивільного захисту. Рої КФС кількох типів (наприклад, всюдиходи або літаючі роботи) можуть підтримувати та сприяти діям реагування на надзвичайні ситуації, працюючи в тісній співпраці та співпраці з людськими командами, створюючи неоднорідний рій із кількома КФС.
Електричні енергетичні мережі. Визначається декілька сфер застосування обчислювального інтелекту в електричних мережах, серед яких алгоритми керування потоками енергії та потужності, керування напругою та реактивною потужністю, прогнозування динамічних навантажень та зв’язок від автомобіля до мережі (V2G).
Космічні місії. Космічні місії дуже привабливі для роїв КФС. Наприклад, зграї можна використовувати для перевірки корпусу супутника зв’язку на наявність пошкоджень або для скоординованої утилізації космічного сміття. Низька вартість і відмовостійкість є ключовими характеристиками, які можуть бути забезпечені групою великої кількості КФС під час автономного дослідження невідомого середовища.
Застосування в медицині. Застосування роїв у медицині демонструє підвищений інтерес до подолання складних проблем, наприклад, лікування раку. У сфері охорони здоров’я наночастинки важливі, оскільки вони можуть витікати з кровоносних судин і потрапляти до цільових місць. Ці частинки занадто малі, щоб їх можна було запрограмувати. Тим не менш, їх можна підготувати до використання в роях: взаємодія може бути досягнута за допомогою змін їх покриття, заряду або розміру. Якщо група наночастинок демонструє поведінку роя, вони потенційно можуть подорожувати до ракових клітин-мішеней, містити покриття з ліків, активуватися зовнішніми стимулами та ефективно знищувати цільову тканину.
Хоча концепція РІ виникла з біологічного контексту, вона частіше розглядалася в області технічних систем. Складність взаємодії КФС потребує структури, яка здатна впоратися з виникаючими поведінковими проявами. Програми на основі роїв відіграватимуть важливу роль, коли недостатньо інформації для централізованого вирішення проблеми, коли існують часові обмеження, які не дозволяють знайти аналітичне рішення, і коли операцію потрібно виконати в середовищі, що динамічно змінюється. Зі зростанням складності в майбутніх додатках це означатиме, що РІ буде застосовуватися для вирішення значної частини повсюдних складних проблем.
Література
1. N. S. Foundation, Cyber physical systems, ( https://www.nsf.gov/funding/pgm_ summ.jsp?pims_id = 503286 ). [Online; accessed 15-March-2018].
2. J. Zeng , L.T. Yang , M. Lin , H. Ning , J. Ma , A survey: cyber-physical-social sys- tems and their system-level design methodology, Fut. Gener. Comput. Syst. 105 (2) (2020) 1028–1042 .
3. Y. Liu , Y. Peng , B. Wang , S. Yao , Z. Liu , Review on cyber-physical systems, IEEE/CAA J. Autom. Sin. 4 (1) (2017) 27–40 .
4. B.R. Ferrer , W.M. Mohammed , J.L. Martnez Lastra , A. Villalonga , G. Beruvides , F. Castao , R.E. Haber , Towards the adoption of cyber-physical systems of sys- tems paradigm in smart manufacturing environments, in: Proceedings of the IEEE Sixteenth International Conference on Industrial Informatics (INDIN), 2018, pp. 792–799 .
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Інші наукові праці даної секції
-
ЗАСТОСУВАННЯ СУЧАСНИХ АЛГОРИТМІВ ДИНАМІЧНОГО ПОШУКУ В СКЛАДНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ
29.11.2022 03:05 -
СИСТЕМА ДОМАШНЬОГО АВТОМАТИЗУВАННЯ
29.11.2022 02:54 -
ТЕХНОЛОГІЇ «E-LEARNING» В СУЧАСНІЙ ОСВІТІ
29.11.2022 02:47 -
ВИМОГИ СТВОРЕННЯ SMART КУРСУ ЗМІШАНОГО НАВЧАННЯ
11.12.2022 00:24 -
МЕТОД ВИКОРИСТАННЯ ШАБЛОНУ КУРСУ ЗМІШАНОГО НАВЧАННЯ
11.12.2022 00:16
Конференції
Конференції 2024
Конференції 2023
Конференції 2022
Конференції 2021
