无手性的同步移动机器人平面编队
分布式、并行与集群计算
2017-05-22 v2
摘要
我们考虑一个由在特定空间中移动的自主移动计算实体（称为机器人）组成的分布式系统。这些机器人是匿名的、无记忆的，既无法访问全局坐标系，也没有任何显式通信媒介。每个机器人观察其他机器人的位置，并根据其局部坐标系进行移动。为了研究机器人系统的自组织能力，二维空间（2D空间）中的编队问题已被广泛研究。Yamauchi 等人（DISC 2015）引入了三维空间（3D空间）中的机器人系统。现有的 3D 空间结果假设机器人对其局部坐标系的手性达成一致，而我们去除这一假设，考虑无手性的机器人。3D 空间中最基本的共识问题之一是平面编队问题，该问题要求机器人降落在一个未预先定义的公共平面上。已有研究表明，具有手性的机器人解决平面编队问题的可解性由其初始局部坐标系的旋转对称性决定，因为机器人无法打破这种对称性。我们证明，当机器人缺乏手性时，旋转对称性与反射对称性的组合决定了平面编队问题的可解性，因为无手性的对称局部坐标系集合是通过旋转和反射获得的。与具有手性的机器人相比，这种更丰富的对称性导致不可解实例增加，并揭示了现有平面编队算法的缺陷。在本文中，我们给出了无手性机器人能够形成平面的初始配置的刻画，并针对可解实例提出了一种新的平面编队算法。
引用
@article{arxiv.1705.06521,
title = {Plane Formation by Synchronous Mobile Robots without Chirality},
author = {Yusaku Tomita and Yukiko Yamauchi and Shuji Kijima and Masafumi Yamashita},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.06521},
year = {2017}
}