一种设计自组织人群系统的理论方法

群体机器人是一个相对较新且极具前景的研究领域，需要开发可以一起移动和完成任务的多机器人团队。机器人群可以有许多有价值的应用。例如，它们可以在搜索和救援任务中为人类提供支持，或者允许他们监视难以进入的地理区域。 Fraunhofer FKIE 和德国波恩大学的研究人员最近设计了一种理论结构，可以指导自组织群系统的发展。该结构在 Sage 的 Adaptive Behavior 期刊上发表的一篇论文中提出，为人与群交互提供了一个新的整体视角，该团队将其称为“联合人-群循环”。 “我们专注于研究人与群交互的机器人技术子领域，”进行这项研究的研究人员之一乔纳斯 D.哈斯巴赫告诉 TechXplore。 “到目前为止，对于我们如何最好地设计未来的人与群交互，还没有普遍的看法。我们这篇文章的目的是为研究界提供一个理论基础，一种思维方式，可以将人类中的孤立解决方案联系起来——群互动。”当研究人员试图为在现实世界环境中表现良好的人与群交互设计“循环”时，理想情况下，他们应该全面考虑这些交互。例如，指定人类如何向机器人群发出他们的意图是不够的，方法还应该考虑机器人群如何向人类用户提供反馈。 “我们从理论的角度提出问题，在复杂世界的背景下，我们如何将人类认知的好处与自组织机器人群的好处结合起来，”哈斯巴赫说。 “这导致了一个受生物启发的设计隐喻，即群体放大的人类，它本质上提出群体应该自我组织成人体并像人体一样行事。我们假设这种观点可能是设计人类的一个很好的隐喻-能够处理现实世界动态的群循环。”在机器人群作为人类的延伸（即通过覆盖他们无法覆盖的区域来帮助人类完成任务）的情况下，这组研究人员引入的设计隐喻可用于导航人类复杂的设计空间。群互动。这可能会导致开发更高效且可应用于更复杂场景的人类集群系统。 “例如，我们可以询问真实的身体部位控制感觉如何，并将其映射到人群界面设计上，”哈斯巴赫解释道。 “当你走在街上时，你有多少次有意识地考虑你的腿部运动？可能没有那么频繁。从进化的角度来看，这是有道理的；陈规定型的身体控制由神经子系统负责，以便有意识的认知系统可以处理更多复杂的世界动态。” Hasbach 和他的同事的论文强调了使用人类状态分类作为提供给机器人群的控制输入的潜在好处，而不是让人类用户始终控制群。研究人员引入的设计比喻也可以作为有时被称为“群体认知”的发展的灵感。这是生物群（例如蚂蚁、鸟类）和大脑共享类似的自组织原则的想法，这些原则导致认知和决策。

“群体认知”的思想还没有在工程的背景下进行探索。研究人员的工作可以为开发受大脑和生物群启发的机器人群开辟有趣的可能性。 “设计作为人体延伸的机器人群涉及在网络级别将神经逻辑集成到机器人群中，到目前为止，这仅受到有限的关注，”哈斯巴赫说。 “我们已经提出了一些关于如何被视为神经系统的想法。”未来，这组研究人员设计的理论方法可以激发新系统的开发，使人类和成群的​​机器人之间能够有效交互。在他们的论文中，Hasbach 和他的同事们还展示了一个有趣实验的结果，该实验展示了如何将一个群体视为一个自组织的界面。 “到目前为止，我们的概念纯属理论性质，但我们目前正在实施原型，以便我们可以凭经验研究群体放大的人类，”哈斯巴赫说。 “这将用于更新群体放大的人类，作为关于如何设计人与群体交互的科学理论。”引文：一种设计自组织人类群系统的理论方法（2021 年，8 月 5 日），2021 年 8 月 8 日检索自 https://techxplore.com/news/2021-08-theoretical-approach-self-organizing-human- swarm.html 本文档受版权保护。除了出于私人学习或研究目的的任何公平交易外，未经书面许可，不得复制任何部分。内容仅供参考。