×

群制造一阶多智能体系统中交互力的影响。 (英语) 兹比尔07836655

摘要:我们研究了一个交互代理系统的大时间行为,该系统模拟了一大群机器人的松弛,其任务是通过彼此之间的距离通信来均匀覆盖一部分领域。为此,我们推广了最近由三位作者介绍的具有非局部间断漂移和常数扩散的Fokker-Planck型模型的相关结果,其中稳态分布是可以明确计算的。对于这个新的非局部Fokker-Planck方程,证明了全局解的存在性、唯一性和正性,以及解对其拟平稳分布的精确平衡率。设计数值实验来验证理论发现,并探索更复杂场景的可能扩展。

MSC公司:

84年第35季度 福克-普朗克方程
70年第35季度 与粒子力学和粒子系统有关的偏微分方程
62B10型 信息理论主题的统计方面
94年第35季度 与信息和通信相关的PDE
92D50型 动物行为
93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] E.阿克曼,移动机器人协同三维打印大型结构《IEEE频谱:技术、工程和科学新闻》,2018年。
[2] H.J.S.-Y.J.Ahn Byeon Ha Yoon,黎曼流形上运动点云的渐近跟踪,SIAM J.Contr。Optim,612379-2406(2023年)·Zbl 1523.34045号 ·数字对象标识代码:10.1137/22M1523078
[3] H.S.-Y.D.F.W.Ahn Ha Kim Schlöder Shim,完全黎曼流形上Cucker-Smale模型的平均场极限,夸特。申请。数学。,80, 403-450 (2022) ·Zbl 1491.58011号 ·doi:10.1090/qam/1613
[4] G.L.Albi Pareschi,与少数个体交互的自组织系统建模:从微观到宏观动力学,应用。数学。莱特。,26, 397-401 (2013) ·Zbl 1257.92048号 ·doi:10.1016/j.aml.2012.10.011
[5] L.Arkeryd,《关于玻尔兹曼方程》。第一部分:存在,拱门。定额。机械。分析。,45, 1-16 (1972) ·Zbl 0245.76059号 ·doi:10.1007/BF00253392
[6] F.Auricchio,制造群机器人仿真的连续模型,计算。机械。,70, 155-162 (2022) ·Zbl 1495.76104号 ·doi:10.1007/s00466-022-02160-3
[7] F.Auricchio、G.Toscani和M.Zanella,集群制造中多智能体系统的Fokker-Planck建模:渐近分析和数值结果,Commun公司。数学。科学。,正在印刷中。
[8] F.Auricchio、G.Toscani和M.Zanella,非局部Fokker-Planck方程的平衡趋势,应用数学。信件,145(2023),论文编号:108746,8 pp·Zbl 1529.35511号
[9] F.J.A.J.A.Bolley Cañizo Carrillo,《随机平均场极限:非利普希茨力和群集》,数学。国防部。方法。申请。科学。,21, 2179-2210 (2011) ·Zbl 1273.82041号 ·doi:10.1142/S021820511005702
[10] F.A.F.Bolley Guillin Malrieu,弱自洽Vlasov-Fokker-Planck方程的平衡趋势和粒子近似,M2AN数学。模型。数字。分析。,44, 867-884 (2010) ·Zbl 1201.82029号 ·doi:10.1051/m2安/2010045
[11] M.M.B.E.Caponigro Fornasier Piccoli Trélat,Cucker-Smale模型的稀疏稳定和最优控制,数学。控制关系。菲尔德,3447-466(2013)·Zbl 1275.49003号 ·doi:10.3934/mrf.2013年3月447日
[12] J.A.M.J.G.Carrillo Fornasier Rosado Toscani,动力学Cucker-Spale模型的渐近群集动力学,SIAM J.Math。分析。,42, 218-236 (2010) ·Zbl 1223.35058号 ·doi:10.1137/090757290
[13] J.A.Carrillo、M.Fornasier、G.Toscani和F.Vecil,《群集的粒子、动力学和流体动力学模型》,年社会经济和生命科学中集体行为的数学建模、G.Naldi、L.Pareschi、G.Toscani(编辑)。科学、工程和技术建模与仿真,Birkhäuser Boston,2010297-336·Zbl 1211.91213号
[14] A.A.I.G.R.F.M.Cavagna Cimarelli Giardina Parisi Santagati Stefanini Viale,《八哥群的无标度相关性》,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,107,11865-11870(2010)·doi:10.1073/pnas.1005766107
[15] Y.-P.D.J.A.Choi Kalise Peszek Peters,具有分散编队控制的无碰撞奇异Cucker-Smale模型,SIAM J.Appl。动态。系统,1954-1981(2019)·Zbl 1432.34063号 ·doi:10.1137/19M1241799
[16] Y.-P.Choi、D.Oh和O.Tse,具有网络结构的随机Cucker-Spale系统的受控模式形成,Commun公司。非线性科学。数字。模拟。,111(2022),106474,15页·Zbl 1490.93117号
[17] N.Correll和H.Hamann。,群集系统的概率建模,inSpringer计算智能手册,施普林格,柏林,海德堡,2015,1423-1432。
[18] I.D.J.R.G.D.N.R.Couzin Krause James Ruxton Franks,动物群体中的集体记忆和空间排序,J.Theor。生物学,218,1-11(2002)·doi:10.1006/jtbi.2002.3065
[19] F.S.Cucker Smale,羊群中的突发行为,IEEE Trans。自动化。控制,52,852-862(2007)·Zbl 1366.91116号 ·doi:10.1109/TAC.2007.895842
[20] P.S.Degond Motsch,具有取向相互作用的自驱动粒子的连续极限,数学。国防部。方法。申请。科学。,18, 1193-1215 (2008) ·Zbl 1157.35492号 ·doi:10.1142/S021820508003005
[21] M.R.Y.L.A.L.S.D’Orsogna Chuang Bertozzi Chayes,具有软核相互作用的自推进粒子:模式、稳定性和坍塌,物理。修订稿。,96, 104-302 (2006)
[22] S.Duncan、G.Estrada-Rodriguez、J.Stocek、M.Dragone、P.Vargas和H.Gimperlein,《机器人群的有效定量评估:覆盖和瞄准Levy策略》,生物激励。仿生学。, 17 (2022).
[23] G.A.E.G.Furioli Pulverinti Terraneo Toscani,社会经济现象建模中的福克-普朗克方程,数学。模型方法应用。科学。,27, 115-158 (2017) ·Zbl 1362.35305号 ·doi:10.1142/S0218202517400048
[24] S.-Y.J.J.X.Ha Jung Kim Park Zhang,位置-相位聚集群集模型的紧急行为,数学。国防部。方法。申请。科学。,29, 2225-2269 (2019) ·Zbl 1459.70030号 ·doi:10.1142/S0218202519500453
[25] S.-Y.D.F.W.Ha Kim Schlöder,黎曼流形上雄鸡群的紧急行为,IEEE Trans。自动化。控制,66,3020-3035(2021)·Zbl 1467.93023号 ·doi:10.1109/TAC.2020.3014096
[26] S.-Y.E.Ha Tadmor,《从粒子到植绒的动力学和流体动力学描述》,Kinet。相关。型号,1415-435(2008)·Zbl 1402.76108号 ·doi:10.3934/krm.2008.1.415
[27] H.Hammann,群集机器人:一种形式化方法,Springer Cham,2018年。
[28] H.H.Hamann Wörn,群体机器人算法设计的时空连续模型框架,群体智能,209-239(2008)·doi:10.1007/s11721-008-0015-3
[29] A.J.J.S.J.D.R.P.J.A.D.G.G.P.R.R.M.葡萄牙国王斯特伦博姆·曼恩·卡里略·卡利泽·德·克罗恩·巴内特·斯切里·格罗(Barnett Scerri GroßChadwick Papadopoulou),受生物启发的机器人动物群放牧,数学。经济。进化,1478-486(2023)·doi:10.1111/2041-210X.14049
[30] C.P.-L.Le Bris Lions,不规则系数Fokker-Planck型方程解的存在唯一性,Commun。部分差异。Equ.、。,33, 1272-1317 (2008) ·兹比尔1157.35301 ·doi:10.1080/03605300801970952
[31] N.M.Loy Zanella,具有非恒定扩散矩阵的Fokker-Planck方程的结构保持格式,数学。计算。模拟。,188, 342-362 (2021) ·Zbl 07429005号 ·doi:10.1016/j.matcom.2021.04.018
[32] S.Méléard,一些相互作用粒子系统的渐近行为;McKean-Vlasov和Boltzmann模型,in非线性偏微分方程的概率模型(Montecatini Terme,1995),数学课堂讲稿。施普林格,柏林,1996年,42-95·Zbl 0864.60077号
[33] S.E.Motsch Tadmor,嗜异性动力学增强共识,SIAM Rev.,56,577-621(2014)·Zbl 1310.92064号 ·数字对象标识代码:10.1137/120901866
[34] F.C.奥托·维拉尼。,Talagrand对不等式的推广以及与对数Sobolev不等式的联系,J.Funct。分析。,173, 361-400 (2000) ·Zbl 0985.58019号 ·doi:10.1006/jfan.1999.3557
[35] N.J.S.B.E.Oxman Duro-Royo Keating Peters Tsai,《走向机器人群集打印》,建筑设计,84,108-115(2014)·数字对象标识代码:10.1002/ad.1764
[36] L.G.Pareschi Toscani,《交互多智能体系统:动力学方程和蒙特卡罗方法》(2013)
[37] L.M.Pareschi Zanella,非线性Fokker-Planck方程的结构保持格式及其应用,科学杂志。计算。,74, 1575-1600 (2018) ·Zbl 1395.65027号 ·doi:10.1007/s10915-017-0510-z
[38] R·特曼(R.Temam),《解决方案精确与解决无问题的夸张》(Sur la Résolution exacte et approachée e d’un problem),卡勒曼(T.Carleman),拱门。定额。机械。分析。,35, 351-362 (1969) ·Zbl 0189.10504号 ·doi:10.1007/BF00247682
[39] G.Toscani,Fokker-Planck方程的熵耗散和收敛到平衡的速度,Quart。申请。数学。,57, 521-541 (1999) ·Zbl 1034.82041号 ·doi:10.1090/qam/1704435
[40] G.C.Toscani Villani,关于一些先验界缓慢增加的耗散系统的平衡趋势,J.Statist。物理。,98, 1279-1309 (2000) ·Zbl 1034.82032号 ·doi:10.1023/A:1018623930325
[41] G.M.Toscani Zanella,关于一类具有亚临界约束的Fokker-Planck方程,Rend。Lincei材料申请。,32, 471-497 (2021) ·Zbl 1491.82016年 ·doi:10.4171/RLM/944
[42] T.A.E.I.O.Vicsek Czirók Ben-Jacob Cohen Shochet,自驱动粒子系统中的新型相变,物理学。修订稿。,75, 1226-1229 (1995) ·doi:10.1103/PhysRevLett.75.1226
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。