基于纳米机器人的通用集群计算
系统与控制
2021-11-24 v1 新兴技术
多智能体系统
机器人学
系统与控制
摘要
实现用于纳米机器人的通用计算单元在创造新颖且广泛的应用方面极具前景,尤其在分布式计算领域。然而,由于纳米尺度设计在计算、感知与驱动等方面的物理限制,此种实现也是一项具有挑战性的问题。本文基于一种新颖的基元智能体(BAs)分布式集群计算概念,提出了解决该问题的理论基础。所提出的 BA 是纳米机器人的一种抽象模型,可计算一种称为 B-函数的极简单基函数。本文从数学上证明,BA 集群具有通用函数逼近性质并能够精确逼近函数。随后解析地证明,BA 集群只需调节环境中 BAs 的浓度即可轻松重编程以计算期望函数。我们进一步提出了 BA 的一种特定结构,使其能够在活体组织与水凝胶环境等中进行分布式计算及纳米医学应用。该结构的硬件复杂度旨在保持较低水平,以更合理地由当今技术实现。最后,通过一个仿真例子说明了所提方法的性能。
引用
@article{arxiv.2111.11503,
title = {Universal Swarm Computing by Nanorobots},
author = {Alireza Rowhanimanesh and Mohammad-R Akbarzadeh-T},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.11503},
year = {2021}
}