استفاده از درختان رفتاری برای بهبود مدولار سیستم های کنترل AUV
محققان انستیتوی رویال فناوری (KTH) و مرکز ملی اقیانوس شناسی اخیراً از درختان رفتاری (BT) برای طراحی معماری های مدولار ، همه کاره و قوی برای ماموریت های مهم استفاده کرده اند. مطالعه آنها ، که از قبل روی arXiv منتشر شده است ، بطور مشخص چارچوب BT را برای سیستم کنترل وسایل نقلیه زیرآبی خودمختار (AUV) به کار می برد.
AUV ها وسایل نقلیه زیر آب هستند که برای انواع ماموریت ها مانند کشف و نقشه برداری از اشیاء غوطه ور یا شناسایی خطرات و موانع ناوبری مورد استفاده قرار می گیرند. این وسایل نقلیه به دلیل محدودیت در پهنای باند ارتباطی و دامنه ارتباطی خود ، نمی توانند به راه حل های عملیات استفاده شده توسط ربات های هوایی یا زمینی اعتماد کنند.
علاوه بر این ، AUV ها به طور کلی در مناطق دور افتاده مستقر می شوند ، بنابراین بازیابی آنها پس از نقص اغلب بسیار چالش برانگیز و گران است. برای مقابله با این چالش ها ، سیستم های کنترل AUV باید قوی و همه کاره باشند ، از ایمنی وسیله نقلیه و تطبیق با موقعیت های مختلف.
تیم محققان KTH و مرکز ملی اقیانوس شناسی سعی کردند با استفاده از درختان رفتاری (BT) ، مدلهای ریاضی که اخیراً در زمینه هوش مصنوعی و روباتیک محبوبیت بیشتری پیدا کرده اند ، این چالش ها را برطرف کنند . BT ها در ابتدا برای بازی های ویدیویی برای افزایش مدولار ساختارهای کنترل کاراکتر غیر پخش کننده (NPC) ساخته شدند.
کریستوفر الیف اسپراگ ، یکی از محققانی که این تحقیق را انجام داده است ، گفت: "این مدولار بودن امکان آزمایش کارآمد ، طراحی قابلیت های افزایشی و استفاده مجدد از کد را دارد که همگی در صنعت بازی های ویدیویی بسیار سودمند بوده اند ." وی ادامه داد: به طور مشابه ، ما می دانیم که این جنبه ها در طراحی هوش مصنوعی روباتیک (AI) کاملاً مفید هستند ، مهمترین مزیت این است که می توان از رفتارها در چارچوب سایر رفتارهای سطح بالاتر استفاده کرد و مورد آزمایش قرار گرفت بدون مشخص کردن رابطه آنها با رفتارهای بعدی. اینها مزایای چشمگیرتری نسبت به ماشینهای حالت محدود دارند که معمولاً استفاده می شوند. "
ماموریت عمومی سیستم بحرانی BT. استحکام با بررسی همیشه وضعیت ایمنی و انجام اقدامات مناسب در صورت لزوم حاصل می شود. اعتبار: Sprague و همکاران.
در اصل ، BT ها یک ساختار سلسله مراتبی را برای جابجایی بین چندین کار فراهم می کنند. در سیستم های مهم برای مأموریت ، مانند وسایل نقلیه شناسایی و یا اتومبیل های خودران ، یک هدف فراتر رفتن می تواند به چندین زیر مجموعه تقسیم شود. بنابراین ، BT ها می توانند به بهتر ساختار این وظایف و تغییر بین آنها کمک کنند.
اسپراگ توضیح داد: "با ساختار سلسله مراتبی ذاتی BTs ، وظایف را می توان تا حد مختلفی از خصوصیات تجزیه کرد." وی افزود: "در مقاله ما این را در زمینه AUV هایی که وظیفه انجام یک ماموریت تعریف شده توسط یک توالی از ایستگاههای بین راه را نشان می دهند ، نشان می دهیم. ما ابتدا یک BT را تعریف می کنیم که الزامات دامنه سیستم را برآورده می کند (یعنی وسایل نقلیه زیر آب ) ، سپس تصحیح BT علاوه بر این با اضافه کردن زیرمجازهای مربوط به اهداف خاص. "
Sprague و همکارانش این فرایند پالایش BT را به مأموریت AUV که توسط مؤسسه ملی اقیانوس شناسی انجام شده است ، اعمال کردند. چارچوب BT آنها سیستم های کنترل AUV را مستحکم تر کرده و ایمنی آنها را قبل از انجام سایر کارهای بعدی نظارت می کند. BT ها همچنین امکان تطبیق پذیری بیشتر را در اولویت قرار دادن زیر کارها فراهم آورده و به سیستم اجازه می دهند تا انعطاف پذیر بین آنها جابجا شود.
Sprague گفت: "مهمترین نتایج مطالعات ما این است که ما نشان داده ایم که چگونه می توان درختان رفتاری را ابتدا برای تحقق الزامات دامنه عمومی ترسیم کرد و سپس برای انجام ماموریت های خاص ، بدون آسیب رساندن به ساختار اصلی درخت ، دوباره تصفیه کرد." "نکته اساسی در مورد این مسئله این است که می توان اولویت های کاری خاصی را برانگیخت ، ایمنی بودن مهمترین آنها ، و مهم نیست که درخت به چه مأموریتی تبدیل می شود."
Sprague و همکارانش با موفقیت مزایای استفاده از BT ها را برای کنترل سیستم های مهم و مهم مانند AUV نشان داده اند. با این حال ، درجه ای که می توان وظایف را با استفاده از BT ها انتزاع کرد ، هنوز توسط توانایی انسان در شناسایی تجزیه وظایف محدود است. در حالی که در بعضی موارد وظایف به صورت شهودی قابل تجزیه هستند ، در برخی دیگر رفتارهای سیستم بسیار پیچیده تر است.
Sprague گفت: "ما اکنون به دنبال این هستیم که بطور اتوماتیک BT ها را با مثال و با بهینه سازی سنتز کنیم." وی ادامه داد: "در مقاله دیگری ، ما چگونگی اجرای کنترل بهینه را با روشهای یادگیری ماشینی برای کارهای خاص بررسی کردیم .ما هم اکنون می خواهیم با استفاده از چنین روشهایی برای شناسایی و بهینه سازی وظایف و ساختارهای کلی درخت از نمونه ها تحقیق کنیم. برای شناسایی توسط انسانها چالش برانگیز است. "
http://socialnetworkadsinfo.com/story5719319/پمپ-وکیوم-آبی