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迟到者助力会合:平面上的确定性匿名聚集

分布式、并行与集群计算 2018-11-16 v1

摘要

一队由点表示的匿名移动智能体在平面中自由移动,须聚集于单一点并停止。智能体起始于平面的不同点,且起始时间可能由敌手选定而不同。它们配备有指南针、公共距离单位与时钟。它们执行相同的确定性算法并以速度 1 行进。当智能体间距离不超过 ϵ\epsilon(对某未知正常数 ϵ\epsilon)时,它们可交换所有信息。由于智能体的匿名性与平面的对称性,聚集是不可能的,例如若智能体同时起始且距离大于 ϵ\epsilon。然而,若部分智能体相对于其他智能体延迟起始,聚集可能变得可行。在何种情形下此类迟到者能使聚集可行?为回答此问题,我们考虑形式化为点对集合 {(p1,t1),(p2,t2),,(pn,tn)}\{(p_1,t_1), (p_2,t_2),\dots , (p_n,t_n)\}n2n\geq 2)的初始构型,其中 pip_i 为第 ii 个智能体的起始点,tit_i 为其起始时间。若始于该构型的智能体能被某算法(即便专用于此特定构型)聚集,则该初始构型是可聚集的。我们刻画了所有可聚集的初始构型。是否存在能聚集给定规模所有可聚集构型的通用确定性算法?答案是否定的。我们证明所有可聚集构型可划分为两类:坏构型与好构型。我们证明坏可聚集构型(即便规模为 2)不能被通用聚集算法聚集,并证明存在能聚集给定规模所有好构型的通用算法。

关键词

引用

@article{arxiv.1811.06420,
  title  = {Latecomers Help to Meet: Deterministic Anonymous Gathering in the Plane},
  author = {Andrzej Pelc and Ram Narayan Yadav},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1811.06420},
  year   = {2018}
}