Sürü Robotları için Esnek ve Ölçeklenebilir Toplanma Davranışı Metodu

Abstract

Sürü robotiği, bir görevi üstün yeteneklere sahip birkaç robotun gerçekleştirmesinden farklı olarak, sınırlı ve basit yeteneklere sahip benzer robotlarla gerçekleştirmeyi amaçlayan bir yaklaşım olarak ortaya çıkmıştır. Bu yaklaşım doğada sürü halinde yaşayan karıncalar, termitler ve arılar gibi canlılardan ilham alınarak ortaya koyulmuştur. Sürü robotiğinde robotların aralarında koordinasyon kurabilmeleri için bir araya toplanmalıdırlar. Bu sebepten toplanma sürü robotiğinde uygulanan temel davranışlardan biridir. Bu çalışmada sürü robotları için toplanma davranışı metodu önerilmiştir. Önerilen toplanma metodu aynı özelliklere sahip sürü robotlarının, aralarında merkezi bir kontrolcü olmadan sadece sınırlı mesafe ve açı algılama sensör verileri ile bir araya toplanmaktadırlar. Önerilen toplanma metodu yaklaşma ve ortak yönde hareket kontrolcüsü ayrıca çarpışmadan ve engelden kaçınma kontrolcülerinden oluşmaktadır. Yaklaşma kontrolcüsü sürü robotlarını algılama alanı içerine giren robotlardan çoğunluğun olduğu yöne ilerlemelerini sağlamaktadır. Robotlar sınırlı algılama alanına sahip olduğundan sadece algıladıkları robotlarla toplanırlar. Böyle bir durumda robotlar kendi aralarında robot grupları oluştururlar. Oluşan robot gruplarının birleşebilmeleri için ortak yönde hareket kontrolcüsü kullanılmaktadır. Ortak yönde hareket kontrolcüsü gruplaşan robotları belirli bir yönde koordineli bir şekilde aynı yönde hareketini sağlar. Robot gruplarının ortak hareketi ile robotlar karşılaştıklarında birleşirler. Sürü robotlarının birbirlerine çarpacak kadar yaklaşmaları ve bir engelle karşılaşması durumunda engelden ve çarpışmadan kaçınmaları için ayrı bir kontrolör geliştirilmiştir. Her bir robot toplanma metodu ile sadece kendi kendine karar vererek bir araya gelmektedir. Bir merkezi kontrol birimine ihtiyaç yoktur. Robotların toplanma metodu ile hareketi öz örgütlenme (self organizing) organizasyonunu oluşturmaktadır. Çalışmada matlab benzetim ortamında sürü robotlarının toplanma davranışını sergiledikleri arena boyutunu ve robot sayısını değiştirerek önerilen toplanma metodu sistematik deneyler yoluyla incelenmiştir. Sistematik deneylerden elde edilen sonuçlara göre önerilen toplanma davranışının performansı değerlendirilmiştir.