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군집 로봇의 군 행동을 위한 통신 모델과 이론적인 해석
Communication Model and Its Theoretical Analysis for Group Behavior of Swarm Robot

심귀보   (중앙대학교 전자전기공학부UU0001197  ); 이동욱   (한국생산기술연구원 로봇기술본부CC0186930  );
  • 초록

    군집 로봇시스템에서 로봇들 간의 협조행동 및 군 행동을 하기 위해서는 로봇의 센싱과 통신 기능은 필수적이다. 일반적으로 대역적 통신 시스템에서 로봇의 대수가 증가하면 통신자원의 제한과 정보의 범람이 발생한다. 따라서 이 경우 지역적 통신방법이 유리하다. 본 논문에서는 지역적 통신 방식을 제안하고, 정보의 전파(propagation) 해석을 통하여 최적의 통신 반경을 찾는 방법들을 제시한다. 또한 로봇이 정보를 획득하고 소실할 경우 발생하는 군(group)의 카오스 행동을 피하기 위한 최적의 조건을 제시한다.


    It is essential for robot to have the sensing and communication abilities in the swarm robot system. In general, as the number of robot goes on increasing, the limitation of communication capacity and information overflow occur in global communication system. Therefore a local communication is more effective than global one. In this paper, we analyze information propagation mechanism based on local communication. To find an optimal communication radius, we propose several methods with different conditions. Also, to avoid chaotic behavior which occurs when a robot obtains and loses information, we will suggest the stable condition of information propagation.


  • 주제어

    local communication .   sign board .   swarm robot .   group behavior .   cooperative strategy .   chaotic behavior.  

  • 참고문헌 (10)

    1. II.B. Jun, K.B. Sim, 'Emergence of cooperative behavior based on learning and evolution in collective autonomous mobile robots,' Journal of Electrical Engineering and Information Science, vol. 3, 1998 
    2. 이동욱, 심귀보. ' 자율이동로봇군의 협조행동을 위한 통신시스템의 개발.' 대한전자공학회 논문지, 34권 S편 제3호. pp193-221.2004 
    3. T. R. Balch and R. C. Arkin, 'Communication in reactive multiagent robotic systems,' Autonomous Robots, Vol. 1, No.1, pp.1 - 25, 1994 
    4. M. J. Mataric, 'Behavior-based control: Examples from navigation, learning, and group behavior,' Journal of Experimental and Theoretical Artificial Intelligence, vol. 9, no. 2, pp. 323-336, 1997 
    5. S. Premvuti, J. Wang, 'A medium access protocol (CSMA/CD-W) supporting wireless inter-robot communication in distributed robotic systems,' Distributed Autonomous Robotic Systems, pp. 165-175, 1994 
    6. R.L. Devaney, An Introduction to Chaotic Dynamical Systems, Addison-Wesley, p.50, 1989 
    7. T. Arai, E. Pagello, and L. E. Parker, 'Advances in multirobot systems,' IEEE Trans. on Robotics and Automation, Vol. 18, No.5, pp.655 - 661, Oct. 2002 
    8. V. Kumarathasan and T. Nanayakkara, 'Intelligent collaboration among robotic agents for landmine detection,' Proc. of Sri Lanka Association for Artificial Intelligence, 2005 
    9. F. Mondada, G. C. Pettinaro, A. Guignard I. W. Kwee, D. Floreano, J. Deneubourg, S. Nolfi, L. M Gambardella, and M. Dorigo, 'Swarm-Bot: A new distributed robotic concept,' Autonomous Robots, No. 17, pp. 193-221, 2004 
    10. D. P. Stormont, 'Robot swarm for planetary exploration,' Proc. Fourth Int. Corf. on Robotics, pp. 347 - 352, 2000 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Seo, Sang-Wook ; Yang, Hyun-Chang ; Sim, Kwee-Bo 2009. "Behavior Learning and Evolution of Swarm Robot System using Q-learning and Cascade SVM" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, 19(2): 279~284     
    2. Kim, Hyun-Sik 2010. "Intelligent Path Planning and Following for Coordinated Control of Heterogeneous Marine Robots" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, 20(6): 831~836     

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  • 심귀보 (144)

    1. 1994 "다작업 로보트 매니퓰레이터의 최적 시간 경로 계획을 위한 미소유전알고리즘의 적용" 電子工學會論文誌. Journal of the Korea institute of telematics and electronics. B b31 (4): 40~47    
    2. 1995 "퍼지 보상을 이용한 로봇 매니퓰레이터의 위치/힘제어" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 5 (3): 36~51    
    3. 1996 "수중운동체를 위한 퍼지 가중치를 갖는 뉴럴 제어기 설계" 電子工學會論文誌. Journal of the Korea institute of telematics and electronics. B b33 (3): 151~158    
    4. 1996 "진화전략을 이용한 도립진자의 안정화 및 위치제어" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 6 (4): 71~80    
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    6. 1997 "자율이동로봇군의 협조행동을 위한 통신시스템의 개발" 電子工學會論文誌. Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S. S s34 (3): 33~45    
    7. 1997 "유전 알고리듬과 퍼지논리 시스템을 이용한 비선형 시스템의 피드백 선형화 제어" 電子工學會論文誌. Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S. S s34 (3): 46~54    
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    9. 1997 "진화연산을 이용한 동적 귀환 신경망의 구조 저차원화" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 7 (4): 65~73    
    10. 1997 "인공생명을 갖는 지능 로봇시스템의 실현" 電子工學會誌 = The journal of Korea Institute of Electronics Engineers 24 (3): 70~82    
  • Lee, Dong-Wook (5)

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