隨著人工智能的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人集群、無(wú)人機(jī)編隊(duì)、智能電網(wǎng)逐漸走入人們視野。然而，現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，這些多智能體系統(tǒng)經(jīng)常受到外部干擾。如何增強(qiáng)多智能體系統(tǒng)一致性網(wǎng)絡(luò)的魯棒性與可擴(kuò)展性，一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界共同關(guān)注的難題。
2月26日，記者從西安電子科技大學(xué)獲悉，該校機(jī)電工程學(xué)院多智能體研究中心教授鄭元世團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，記憶信息可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能，進(jìn)而會(huì)提升多智能體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果于近期在線發(fā)表在《IEEE自動(dòng)控制匯刊》上。
一直以來(lái)，多智能體網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的一致性問(wèn)題是分布式協(xié)同控制和智能系統(tǒng)研究中的核心課題。例如，在無(wú)人機(jī)編隊(duì)研究中，需要設(shè)計(jì)合適的通信協(xié)議保障無(wú)人機(jī)之間的協(xié)同工作。當(dāng)有更多的無(wú)人機(jī)加入編隊(duì)或部分無(wú)人機(jī)因故障離線，傳統(tǒng)的通信協(xié)議可能無(wú)法適應(yīng)這種變化，需要耗費(fèi)額外的資源對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行全局調(diào)整，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)之間的協(xié)同，甚至?xí)p害集群性能。
“這就好比訓(xùn)練一支整齊的閱兵方隊(duì)，無(wú)論方陣規(guī)模如何變化，一般希望不需要外部干預(yù)就能自發(fā)形成美觀整齊的隊(duì)形。”西安電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院博士王嘉敏說(shuō)。他表示，通過(guò)引入智能體及鄰居的歷史狀態(tài)，團(tuán)隊(duì)提出了一種基于記憶信息的一致性協(xié)議，并建立了該協(xié)議下顯式的一致域。
經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明與數(shù)值驗(yàn)證，鄭元世團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，記憶信息不僅可促進(jìn)多種一致行為的自發(fā)涌現(xiàn)，還能顯著增強(qiáng)多智能體系統(tǒng)一致性網(wǎng)絡(luò)的魯棒性與可擴(kuò)展性。此外，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)建立控制參數(shù)、記憶系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣骱途W(wǎng)絡(luò)性能之間的定量和定性關(guān)系，得到了記憶信息交互機(jī)制下魯棒性與可擴(kuò)展性優(yōu)化的理論極限，并發(fā)現(xiàn)一致性網(wǎng)絡(luò)的魯棒性與可擴(kuò)展性呈正相關(guān)。
鄭元世表示，這項(xiàng)研究率先揭示了記憶信息對(duì)多智能體系統(tǒng)一致性網(wǎng)絡(luò)性能的增強(qiáng)機(jī)制，不僅為多智能體網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化提供了新的見解，也為實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)化控制算法，以及進(jìn)一步研究群體智能的涌現(xiàn)機(jī)理提供了理論支撐。
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