基于运动的通信控制理论：教机器人跳舞中的问题

本文描述了一项聚焦于通过控制系统动力学介导的基于运动的通信的研究计划的两个组成部分的结果。具体而言，我们关注参与共享活动（如舞蹈）的移动智能体如何利用运动作为传输某些类型消息的媒介。论文的第一部分采用运动描述语言的术语，将一种广为人知的流行舞蹈——萨尔萨舞的基本形式解构为四种运动基元（舞步）。引入了多种舞蹈复杂性概念。我们描述了一项实验，其中由真实舞者搭档完成的十次表演由评委进行评估，然后与提出的复杂性度量进行比较。还定义了一种能量度量。该度量的值通过对轮式机器人复制人类舞者在十次舞蹈表演中的动作所执行的运动段长度求和获得。在实验中考虑的所有度量中，能量与人类评委对表演质量的评估相关性最高。论文的第二部分提出了一类一般的双目标运动控制问题，其中主要目标（舞步的艺术执行或向指定终端状态的高效移动）与通信目标相结合。在通过有限维线性控制系统动力学进行通信的若干类问题中，可以给出显式程度不同的解。在此设定下，研究表明将通信组件添加到驱动系统在指定状态对之间运动的动作中，其成本与这些状态无关。同时，最优编码问题本身被证明是一个几何对象填充问题，仍有待解决。