不接触而靠近：自主移动机器人的近聚集

本文研究了有限个无尺寸、确定性、异步、匿名、无记忆且自主的移动机器人在欧几里得平面中按观察-计算-移动(LCM)周期运动且具有限视野时的近聚集(Near-Gathering)问题。该问题中，机器人必须彼此足够靠近，使得每个机器人都能看到所有其他机器人，且不与任何其他机器人接触(即发生碰撞)。解决近聚集问题的重要性在于它使得克服机器人有限视野的限制成为可能，从而能够利用在该主题上(实际上是大多数)于无限视野环境下完成的研究。事实上，在机器人彼此足够靠近后，它们能够看到系统中的所有机器人，这一场景类似于机器人具有无限视野的情况。据我们所知，我们提出了首个(确定性)近聚集算法，它使一组自主移动机器人能在有限时间内近聚集且永不碰撞。我们的算法对输入构型作了一些合理假设(显然近聚集问题在一般情况下不可解)。此外，所有机器人被假定具有一个罗盘(因此它们就“北”方向达成一致)，但它们不一定具有相同的手性(因此可能就顺时针方向存在分歧)。我们还展示了机器人如何检测终止，即检测近聚集问题何时被解决。当机器人在近聚集后必须执行通用任务时，这一点至关重要。我们表明，即使机器人自身未知机器人总数(即它不是算法的参数)，且机器人无法显式通信，也能实现终止检测。