粒子计算：仅利用全局信号设计世界以控制机器人集群
机器人学
2014-02-18 v1
摘要
微型和纳米机器人通常由全局输入信号控制，例如电磁场或引力场。这些场会使每个机器人最大程度地移动，直到其撞上静止障碍物或另一个静止机器人。本文研究了大型简单移动机器人集群（如细菌、传感器或智能建筑材料）的二维运动规划复杂性。在之前的工作中，我们证明了判定给定初始配置能否转换为目标配置是 NP 难的；在本文中，我们证明了一个更强的结果：寻找最优控制序列的问题是 PSPACE 完全的。从积极的一面来看，我们表明可以通过设计障碍物来构建有用的系统。我们展示了一个可重构硬件平台，并演示了如何形成任意排列并构建紧凑的绝对编码器。随后，我们利用同一平台，使用双轨逻辑构建了一个通用逻辑门，该门可并发评估 AND、NAND、NOR 和 OR 运算。利用许多这样的门和适当的互连，我们可以评估任何逻辑表达式。
引用
@article{arxiv.1402.3749,
title = {Particle Computation: Designing Worlds to Control Robot Swarms with only Global Signals},
author = {Aaron Becker and Erik D. Demaine and Sándor P. Fekete and James McLurkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.3749},
year = {2014}
}
备注
8 pages, 7 figures, to appear IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2014)