基于领袖-随从塑性的多智能体群体密度控制
系统与控制
2026-03-16 v3 系统与控制
摘要
移动智能体空间自组织控制系统的设计是多个工程领域中的开放性挑战，包括群体机器人和合成生物学。本文提出了一种类生物学的领袖-随从解决方案，旨在考虑移动智能体的能源约束，并能够处理大规模群体。在类自然系统中，控制目标针对整个集合体进行刻画，领袖和随从可以随时间灵活切换其角色。我们对密度控制问题建模，利用系统的非线性偏微分方程描述 agents 的 population。这种方法允许紧凑的描述，本质上避免了维度灾难，提高了分析可行性。我们推导了关于所需稳态解的存在性解析保证及其局部稳定性，这些保证适用于一维和高维问题。我们进行数值仿真，验证了所提出的类生物学控制方法的有效性、鲁棒性和灵活性。
引用
@article{arxiv.2507.15781,
title = {Bio-inspired density control of multi-agent swarms via leader-follower plasticity},
author = {Gian Carlo Maffettone and Alain Boldini and Mario di Bernardo and Maurizio Porfiri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.15781},
year = {2026}
}