群体密度对协同跟踪性能的影响
多智能体系统
2023-01-26 v1
摘要
群体规模如何影响其集体行动？尽管这堪称关键参数，但目前尚无系统且令人满意的指导原则来为给定任务和环境选择所需单元数量。即便受实际考量所限，系统设计者也应努力确定合理的群体规模应为何。在此，我们表明这一基本问题与选择合适的群体密度密切相关。我们对密度在目标跟踪任务集体性能上影响的分析揭示了对应于显著不同群体动态的若干“相”。我们确定了一个“转变”相，其中出现复杂的涌现集体响应。有趣的是，该转变相内的集体动态表现出探索性行动与开发性行动之间的明显权衡。我们表明，在任何密度下，都可通过多种手段（如改变智能体间连接水平）调整探索-开发平衡以最大化系统性能。尽管密度是首要考量因素，但在确定系统规模时不应是唯一考量。由于物理系统固有的有限尺寸效应，我们确定组成单元数量主要影响系统级属性，如转变相中的开发行为。这些结果表明，与其针对特定任务参数集学习并优化群体行为，后续工作应转而聚焦于学习适应性，从而赋予群体在广泛情形下有效运作的高度可取特性。
引用
@article{arxiv.2301.10692,
title = {Effect of Swarm Density on Collective Tracking Performance},
author = {Hian Lee Kwa and Julien Philippot and Roland Bouffanais},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10692},
year = {2023}
}