探析基于协作协进化的多机器人协作机制研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于协作协进化的多机器人协作机制研究姓名：汤琼申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：杨东勇20040401硕士学位论文——基于协作协进化的多机器人协作机制研究基于协作协进化的多机器人协作机制研究摘要协作问题一直是自主多Agent机器人系统研究的关键问题之一。在多Agent协作搬运多个物体的任务中，现有的协作协议难以取得最佳的协作效果。因此，有必要对多Agent的协作机制作进一步的研究。本研究的目的是设计一种基于协作协进化的多Agent协作机制，在该机制下，多Ag

2、ent协作搬运多个物体能在更短的时间内完成。首先，分配给各Agent大小相等的搜索区间，各Agent在其区域内完成物体搜索任务；然后，以Agent任务的理想耗费为参考，通过任务分解的两次分配过程，将搬运物体较均衡地分配给各Agent；接着，每个Agent以其任务中所有物体编号的随机排列为个体，产生初始种群；再接着，在各种群进化的过程中，对新个体进行适应度评估，如果该个体与其它种群代表一起完成物体搬运的协作效果较好，则赋予较高的适应度，否则，赋予较低的适应度，并在进行种群迭代时，用适应度高的个体取

3、代父代中适应度低的个体，形成新一代种群，从而使得各种群朝着协作效果更好的方向进化；最后，各Agent按照协进化过程结束后得到的最优任务执行序列完成物体搬运。运用上述方法，通过对3个同构的Agent协作搬运8个物体的计算机模拟，得出了较之已有协议，基于协作协进化的多Agent协作机制的多Agent系统能在更短的时间内完成任务搬运的结论。且测试过程表明，本协作机制具有良好的稳定性，算法收敛。由此说明，这种新的协作机制能有效提高多机器人系统的协作效率。该协作机制的研究成功，不仅丰富和发展了多机器人协作

4、理论，而且为多机器人群体协作行为的研究提供了一种新的思路。关键词多机器人系统，协作，协进化，任务分解婴圭兰竺笙兰二二苎王垫堡堡丝垡塑兰垫壁垒塑堡垫!!堡壅MULTI—AGENTC00PERATIoNMECHANISMBASEDoNCOOPERATⅣEC0一EVOLUTl0NABSTRACTCooperationisoneofthekeyproblemsoftheautonomousmum-agentroboticsystemallthetime．Inthetaskthatmulti—agentm

5、ovemulti-objectcooperatively,thecooperationeffectisnotoptimalbytheprotocolsexisted．So,itisnecessarytolucubratethemulti-agem’Scooperationmechanism．Inthispaper,thecooperationmechanismofmulti—agentbasedoncooperativeCO—evolutionisproposed，withwhichthetas

6、kcanbecompletedinshortertime．Atfast,theareaswitllthesamesizealeassignedtotheagents．andeachagentsearchestheobjectsinitsarea．Then,witllthereferenceoftheagent’Sidealcost；the0bjectsareassignedtoeveryagentbalancedthroughthetwoassignmentprocessesofthetaskd

7、ecomposition．Andthen，theinitialpopulationscorrespondingtoeachagentarecreatedinwhichanindividualismadeupofthepermutationoftheobjects’numberrandomly．Andthen，duringtheevolutionsofthepopulations,thenewindividualsareevaluated，andanindividualisendowedwithh

8、igherfitnessifitcooperatesmoreeffectivelywiththerepresentativesoftheotherpopulations，otherwise，lowerfitnesswillbeendowed．Duringthepopulations’subrogation．theindividuals、^，i吐llowerfitnessinthefathergenerationarcreplacedwiththenewindividualswithhigherf