西塞隆、塞拉菲诺;加布里埃尔·迪·斯特法诺;阿尔弗雷多·纳瓦拉 机器人在会合点上的聚集：可行性和最优分辨率算法。 （英语） Zbl 1425.68413号 分布计算。 31，第1期，1-50页（2018年）. 小结：本文考虑了在平面内移动的不经意和异步机器人聚集问题的变体。当（n>2）个机器人可以自由地聚集在飞机上的任何地方时，问题在[M.Cieliebak先生等，SIAM J.计算。41，第4期，829–879（2012年；兹比尔1286.68484)]. 我们提出了一种新的自然且具有挑战性的模型，该模型要求机器人仅在平面上的某些预定点聚集，称为会议地点机器人以标准的“看-算-动”循环运行。在一个循环中，机器人根据自己的坐标系感知机器人位置和会合点（Look）的当前配置，决定是否向某个方向移动（Compute），如果是正向，则移动（move）。为每个机器人异步执行循环。机器人是匿名的，执行相同的分布式确定性算法。在新提出的模型中，我们充分描述了何时可以完成采集。我们设计了一种算法，用于解决所有带有（n>0）机器人但被识别为不可移动机器人的配置的问题。然后，我们考虑了优化算法的经典概念，并将其扩展到基于机器人的计算系统的上下文中。有了这个新概念，我们重新考虑了会议点问题，但涉及两个目标函数。特别是，我们首先通过最小化所有机器人执行的总行走距离来解决聚集问题，然后我们解决单个机器人执行的最大行走距离最小化问题。对于前一个目标函数，我们通过提供分布式算法和正确性证明，充分刻画了何时可以实现最佳聚集。对于后一个目标函数，我们设计了另一个收集算法，确保几乎所有可能情况下的最佳收集，并讨论了对其余情况的一些见解。 引用于10文件 MSC公司： 68T40型 机器人人工智能 68米14 分布式系统 68宽15 分布式算法 关键词：分布式计算;自主移动机器人;健忘;异步系统;无限可见性;收集;优化问题;韦伯点 引文：Zbl 1286.68484号 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.Cicerone}等人，《分布计算》。31，第1号，1-50（2018；Zbl 1425.68413） 全文： 内政部 参考文献： [1] Abshoff，S.、Cord-Landwehr，A.、Jung，D.、Meyer auf der Heide，F.：面向线性时间内视野有限的机器人采集：闭合链案例。CoRR abs/1501.04877（2015）。http://arxiv.org/abs/1501.04877 ·Zbl 1398.68054号 [2] Agathangelou，C.、Georgiou，C.和Mavronicolas，M.：一种分布式算法，用于在飞机上聚集许多肥胖的移动机器人。附：第32届ACM分布式计算原理研讨会论文集（2013）·兹比尔1323.68547 [3] Agmon，N.，Peleg，D.：自治移动机器人的容错采集算法。SIAM J.计算。36(1), 56-82 (2006) ·Zbl 1111.68136号 ·doi:10.1137/050645221 [4] Ajith，A.，Crina，G.，Vitorino，R.：Stigmergic Optimization，计算智能研究，第31卷。柏林施普林格出版社（2006）·Zbl 1100.68090号 ·doi:10.1007/978-3-540-34690-6 [5] Alpern，S.：集合搜索：个人视角。操作。第50（5）号决议，772-795（2002）·Zbl 1163.91324号 ·doi:10.1287/opre.50.5.772.363 [6] Anderegg，L.，Cieliebak，M.，Prencipe，G.：检测规则点配置的高效算法。摘自：《第九届意大利理论计算机科学会议论文集》，LNCS，第3701卷，第23-35页。斯普林格（2005）·Zbl 1171.68779号 [7] Ausiello，G.，Crescenzi，P.，Gambosi，G.，Kann，V.，Marchetti Spaccamela，A.，Protasi，M.：复杂性和近似。组合优化问题及其近似性质。施普林格，柏林（1999）·Zbl 0937.68002号 [8] Bajaj，C.：几何优化问题的代数度。离散计算。地理。3(1), 177-191 (1988) ·Zbl 0647.90087号 ·doi:10.1007/BF02187906 [9] Balamohan，B.，Flocchini，P.，Miri，A.，Santoro，N.：环中黑洞搜索的时间优化算法。离散数学。算法应用。3(4), 457-472 (2011) ·Zbl 1255.68285号 ·doi:10.1142/S1793830911001346 [10] Bampas，E.，Czyzowicz，J.，Gasieniec，L.，Ilcinkas，D.，Labourel，A.：无限多维网格中的几乎最优异步交会。摘自：《第24届分布式计算国际研讨会论文集》，LNCS，第6343卷，第297-311页（2010年）·Zbl 1290.68118号 [11] Bender，M.A.，Fernández，A.，Ron，D.，Sahai，A.，Vadhan，S.P.：卵石的力量：探索和映射有向图。Inf.计算。176(1), 1-21 (2002) ·Zbl 1012.68202号 ·doi:10.1006/inco.2001.3081 [12] Bolla，K.，Kovács，T.，Fazekas，G.：调查能见度有限的肥胖机器人群中异步聚集的失败率。载：《第13届国际人工智能与软计算大会论文集》，LNCS，第8468卷，第249-256页。斯普林格（2014）·Zbl 1255.68285号 [13] Bouzid，Z.，Das，S.，Tixeuil，S.：能够承受多个碰撞故障的移动机器人的集合。载：《IEEE第33届分布式计算系统国际会议论文集》，第337-346页（2013） [14] Bouzid，Z.、Dolev，S.、Potop-Butucaru，M.、Tixeuil，S.：机器人广播：机器人网络中的异步通信。摘自：分布式系统原理——第14届国际会议，OPODIS 2010。LNCS，第6490卷，第16-31页。施普林格（2010）·Zbl 0647.90087号 [15] Chalopin，J.，Das，S.：移动代理在未就本地定位达成一致的情况下进行集会。收录于：《第37届国际自动化、语言和编程会议论文集》，LNCS，第6199卷，第515-526页（2010）·Zbl 1288.68213号 [16] Chalopin，J.，Das，S.，Labourel，A.，Markou，E.：同步环中具有分散代理的黑洞搜索的严格边界。西奥。计算。科学。509, 70-85 (2013) ·Zbl 1358.68315号 ·doi:10.1016/j.tcs.2013.02.010 [17] Chalopin，J.，Das，S.，Widmayer，P.：有向图中移动代理的集合。摘自：《第24届分布式计算国际研讨会论文集》，LNCS，第6343卷，第282-296页。施普林格（2010）·兹比尔1290.68018 [18] Chalopin，J.、Dieudonné，Y.、Labourel，A.、Pelc，A.：尽管存在延迟故障，但网络中的集合。分布式计算。29(3), 187-205 (2016) ·Zbl 1362.68021号 ·doi:10.1007/s00446-015-0259-2 [19] Chatterjee，A.、Chaudhuri，S.G.、Mukhopadhyaya，K.：在非均匀有限能见度下收集异步群机器人。摘自：《第十一届分布式计算和互联网技术国际会议论文集》，LNCS，第8956卷，第174-180页。斯普林格（2015）·Zbl 1362.68021号 [20] Chaudhuri，S.G.和Mukhopadhyaya，K.：无共同手性异步胖机器人的领导人选举和集会。《离散算法》33，171-192（2015）·Zbl 1337.68039号 ·doi:10.1016/j.jda.2015.04.001 [21] Cicerone，S.，Di Stefano，G.，Navarra，A.：在给定的会面点上，无意识机器人的最小行进距离聚集。摘自：第十届传感器系统、无线网络和分布式机器人（Algosensors）算法和实验国际研讨会论文集，LNCS，第8847卷，第57-72页。斯普林格（2014） [22] Cicerone，S.、Di Stefano，G.、Navarra，A.：机器人在会合点的聚集。摘自：第11届传感器系统、无线网络和分布式机器人（Algosensors）算法和实验国际研讨会论文集，LNCS，第9536卷，第183-195页。斯普林格（2015）·Zbl 1459.68211号 [23] Cicerone，S.，Di Stefano，G.，Navarra，A.：给定会议点的Minmax-distance集会。摘自：《第九届国际算法与复杂性会议论文集》，LNCS，第9079卷，第127-139页。斯普林格（2015）·兹比尔1459.68211 [24] Cicerone，S.、Di Stefano，G.、Navarra，A.：无方向的异步嵌入模式形成。收录：Gavoille，C.，Ilcinkas，D.（编辑）分布式计算。光盘2016。计算机科学讲义，第9888卷，第85-98页。施普林格，柏林，海德堡（2016）·Zbl 1393.68183号 [25] Cieliebak，M.：收集不被忽视的移动机器人。收录于：《第六届拉丁美洲理论信息学研讨会论文集》，LNCS，第2976卷，第577-588页。斯普林格（2004）·Zbl 1196.68283号 [26] Cieliebak，M.，Flocchini，P.，Prencipe，G.，Santoro，N.：移动机器人分布式计算：采集。SIAM J.计算。41(4), 829-879 (2012) ·Zbl 1286.68484号 ·数字对象标识代码：10.1137/100796534 [27] Cockayne，E.J.，Melzak，Z.A.：图形最小化问题中的欧几里德可构造性。数学。Mag.42（4），206-208（1969）·兹比尔0185.48701 ·doi:10.2307/2688541 [28] Cohen，R.，Peleg，D.：异步机器人系统中引力算法的收敛特性。SIAM J.计算。34(6), 1516-1528 (2005) ·Zbl 1081.68110号 ·doi:10.1137/S0097539704446475 [29] Cohen，R.，Peleg，D.：具有不精确传感器和运动的自主移动机器人的融合。SIAM J.计算。38(1), 276-302 (2008) ·Zbl 1178.68594号 ·数字对象标识码：10.1137/060665257 [30] Czyzowicz，J.、Dobrev，S.、Georgiou，K.、Kranakis，E.、MacQuarrie，F.：将两个机器人从多个未知出口疏散成一圈。摘自：第17届分布式计算和网络国际会议论文集，第28:1-28:8页。ACM（2016）·Zbl 1382.68239号 [31] Czyzowicz，J.，Gasieniec，L.，Pelc，A.：在飞机上收集一些肥胖的移动机器人。西奥。计算。科学。410(6-7), 481-499 (2009) ·Zbl 1157.68065号 ·doi:10.1016/j.tcs.2008.10.005 [32] Czyzowicz，J.、Georgiou，K.、Kranakis，E.、Narayanan，L.、Opatrny，J.和Vogtenhuber，B.：使用面对面通信从磁盘上疏散机器人（扩展摘要）。载：《第九届算法与复杂性国际会议论文集》，LNCS，第9079卷，第140-152页。斯普林格（2015）·Zbl 1459.68212号 [33] Czyzowicz，J.，Kosowski，A.，Pelc，A.：如何在忘记时见面：任意图中的对数空间交会。分布式计算。25(2), 165-178 (2012) ·Zbl 1284.68066号 ·doi:10.1007/s00446-011-0141-9 [34] Czyzowicz，J.，Kosowski，A.，Pelc，A.：树上会合的时间与空间权衡。分布式计算。27(2), 95-109 (2014) ·Zbl 1291.68043号 ·doi:10.1007/s00446-013-0201-4 [35] Czyzowicz，J.，Pelc，A.，Labourel，A.：如何在任何地方异步（几乎）会面。ACM事务处理。算法8（4），37（2012）·Zbl 1295.68171号 ·doi:10.1145/2344422.2344427 [36] D'Angelo，G.、Di Stefano，G.，Klasing，R.、Navarra，A.：在匿名网格和树上收集机器人，无需多重性检测。西奥。计算。科学。610, 158-168 (2016) ·Zbl 1332.68167号 ·doi:10.1016/j.tcs.2014.06.045 [37] D'Angelo，G.、Di Stefano，G.和Navarra，A.：在look-compute-move模型下，在基本图形拓扑上收集异步和不经意机器人。摘自：《搜索理论：博弈论视角》，第197-222页。施普林格（2013）·Zbl 1356.68016号 [38] D'Angelo，G.、Di Stefano，G.和Navarra，A.：在look-compute-move模型下收集戒指。分布式计算。27(4), 255-285 (2014) ·Zbl 1320.68046号 ·doi:10.1007/s00446-014-0212-9 [39] D'Angelo，G.、Di Stefano，G.，Navarra，A.、Nisse，N.、Suchan，K.：用不经意的机器人计算环：不同任务的统一方法。《算法》72（4），1055-1096（2015）·Zbl 1319.68025号 ·doi:10.1007/s00453-014-9892-6 [40] Das，S.，Flocchini，P.，Prencipe，G.，Santoro，N.，Yamashita，M.：带灯的自主移动机器人。西奥。计算。科学。609, 171-184 (2016) ·Zbl 1331.68082号 ·doi:10.1016/j.tcs.2015.09.018 [41] Défago，X.，Gradinariu，M.，Messika，S.，Parvédy，P.R.：容错和自稳定移动机器人采集。摘自：第20届分布式计算国际研讨会论文集，LNCS，第4167卷，第46-60页。斯普林格（2006）·Zbl 1155.68535号 [42] Degener，B.，Kempkes，B.，Langner，T.，Meyer auf der Heide，F.，Pietrzyk，P.，Wattenhofer，R.：能见度有限的自治机器人同步聚集的严格运行时限制。在：第23届ACM算法与架构并行性研讨会论文集（SPAA），第139-148页（2011）·Zbl 1358.68295号 [43] D’Emidio，M.，Frigioni，D.，Navarra，A.：使用移动实体探索和修复黑洞图形。西奥。计算。科学。605, 129-145 (2015) ·Zbl 1330.68222号 ·doi:10.1016/j.tcs.2015.09.002 [44] D’Emidio，M.，Frigioni，D.，Navarra，A.：描述匿名移动机器人的计算能力。摘自：第36届IEEE分布式计算系统国际会议论文集，（ICDCS），第293-302页。IEEE（2016）·Zbl 1335.68278号 [45] Dessmark，A.，Fraignaud，P.，Kowalski，D.，Pelc，A.：图中的确定性集合。《算法》46，69-96（2006）·Zbl 1100.68077号 ·doi:10.1007/s00453-006-0074-2 [46] Di Stefano，G.，Navarra，A.：匿名图中被遗忘机器人的最佳聚集。摘自：《第20届结构信息与通信复杂性国际学术讨论会论文集》，LNCS，第8179卷，第213-224页（2013）·Zbl 1406.68109号 [47] Di Stefano，G.，Navarra，A.：无限网格上的最优聚集。摘自：第16届分布式系统稳定、安全与保障国际研讨会论文集，LNCS，第8756卷，第211-225页。斯普林格（2014） [48] Dieudonné，Y.，Dolev，S.，Petit，F.，Segal，M.：聋哑聊天异步机器人。摘自：《第13届分布式系统原理国际会议论文集》，LNCS，第5923卷，第71-85页。施普林格（2009）·Zbl 1332.68167号 [49] 迪乌丹内，Y.，Pelc，A.，Peleg，D.：尽管有恶作剧，但仍在聚会。ACM事务处理。算法11（1），1（2014）·Zbl 1398.68054号 ·doi:10.1145/2629656 [50] Dieudonné，Y.，Petit，F.，Villain，V.：领袖选举问题与模式形成问题。摘自：《第24届分布式计算国际研讨会论文集》，LNCS，第6343卷，第267-281页。施普林格（2010）·Zbl 1290.68021号 [51] Farrugia，A.、Gasieniec，L.、Kuszner，L.和Pacheco，E.：限制图中的确定性集合。收录于：《第41届国际计算机科学理论与实践发展趋势会议论文集》（SOFSEM），LNCS，第8939卷，第189-200页。斯普林格（2015）·Zbl 1432.68351号 [52] Flocchini，P.，Prencipe，G.，Santoro，N.：不经意移动机器人的分布式计算。分布式计算理论综合讲座。Morgan&Claypool Publishers，圣拉斐尔（2012）·Zbl 1286.68484号 [53] Flocchini，P.、Prencipe，G.、Santoro，N.、Widmayer，P.：能见度有限的异步机器人的聚集。西奥。计算。科学。337, 147-168 (2005) ·Zbl 1108.68120号 ·doi:10.1016/j.tcs.2005.01.001 [54] Flocchini，P.，Santoro，N.，Viglietta，G.，Yamashita，M.：具有恒定记忆的会合。西奥。计算。科学。621, 57-72 (2016) ·Zbl 1335.68278号 ·doi:10.1016/j.tcs.2016.01.025 [55] Fraignaud，P.，Pelc，A.：在几乎没有记忆的树上进行决定性的会合。摘自：第22届分布式计算国际研讨会论文集，LNCS，第5218卷，第242-256页（2008）·Zbl 1161.68336号 [56] Fujinaga，N.、Ono，H.、Kijima，S.、Yamashita，M.：通过不经意的corda机器人的最佳匹配形成图案。摘自：《第十四届分布式系统原理国际会议论文集》，LNCS，第6490卷，第1-15页。Springer-Verlag（2010）·Zbl 1320.68046号 [57] Fujinaga，N.，Yamauchi，Y.，Ono，H.，Kijima，S.，Yamashita，M.：不经意异步移动机器人的模式形成。SIAM J.计算。44(3), 740-785 (2015) ·Zbl 1325.68230号 ·doi:10.137/140958682 [58] Guilbault，S.，Pelc，A.：在规则二部图中收集具有局部视觉的异步遗忘代理。西奥。计算。科学。509, 86-96 (2013) ·Zbl 1358.68295号 ·doi:10.1016/j.tcs.2012.07.004 [59] Honorat，A.，Potop-Butucaru，M.，Tixeuil，S.：用纤细的全向摄像头收集肥胖的移动机器人。西奥。计算。科学。557, 1-27 (2014) ·Zbl 1338.68248号 ·doi:10.1016/j.tcs.2014.08.004 [60] Izumi，T.、IzumiT.、Kamei，S.、Ooshita，F.：环中具有局部弱多重性的移动机器人采集算法。摘自：第17届结构信息与通信复杂性国际学术讨论会论文集，LNCS，第6058卷，第101-113页（2010）·Zbl 1284.68562号 [61] Izumi，T.、IzumiT.、Kamei，S.、Ooshita，F.：遗忘移动机器人多项式时间随机采集的可行性。IEEE传输。平行配送系统。24(4), 716-723 (2013) ·doi:10.1109/TPDS.2012.212 [62] Izumi，T.、IzumiT.、Kamei，S.、Ooshita，F.：环中具有局部弱多重性检测的移动机器人的时间最优收集算法。IEICE传输。96-A（6），1072-1080（2013）·Zbl 1284.68562号 ·doi:10.1587/transfun。E96.A.1072号文件 [63] Izumi，T.，Katayama，Y.，Inuzuka，N.，Wada，K.：用动态罗盘收集自主移动机器人：最佳结果。摘自：《第21届分布式计算国际研讨会论文集》，LNCS，第4731卷，第298-312页。施普林格（2007）·Zbl 1145.68549号 [64] Izumi，T.，Souissi，S.，Katayama，Y.，Inuzuka，N.，Défago，X.，Wada，K.，Yamashita，M.：两个指南针不可靠的健忘机器人的聚集问题。SIAM J.计算。41(1), 26-46 (2012) ·Zbl 1242.68178号 ·doi:10.1137/100797916 [65] Kamei，S.、Lamani，A.、Ooshita，F.：视觉有限的不经意机器人进行异步环形采集。摘自：第33届IEEE可靠分布式系统国际研讨会论文集，SRDS，第46-49页（2014）·Zbl 1286.68484号 [66] Kamei，S.、Lamani，A.、Ooshita，F.、Tixeuil，S.：从对称配置收集异步移动机器人，无需全局多重性检测。摘自：第37届计算机科学数学基础国际研讨会论文集，第7464卷，第542-553页。Springer-Verlag（2012）·Zbl 1365.68421号 [67] Klasing，R.，Kosowski，A.，Navarra，A.：利用对称性：在一个环上聚集许多异步的不经意机器人。Theor。计算。科学。411, 3235-3246 (2010) ·兹比尔1195.68099 ·doi:10.1016/j.tcs.2010.05.020 [68] Klasing，R.，Markou，E.，Pelc，A.：在一个环中收集异步不经意移动机器人。Theor。计算。科学。390, 27-39 (2008) ·Zbl 1134.68013号 ·doi:10.1016/j.tcs.2007.09.032 [69] Komuravelli，A.，Mihalák，M.：通过具有错误组合视觉的简单机器人探索多边形环境。摘自：第十一届分布式系统稳定、安全与保障国际研讨会论文集，LNCS，第5873卷，第458-471页。施普林格（2009）·Zbl 1081.68110号 [70] Kosowski，A.，Navarra，A.，Pinotti，M.C.：有向图中的同步黑洞搜索。西奥。计算。科学。412(41), 5752-5759 (2011) ·Zbl 1226.68071号 ·doi:10.1016/j.tcs.2011.05.054 [71] Kranakis，E.，Krizanc，D.，Markou，E.：《环中的移动代理会合问题》，摩根和克莱普尔出版社，圣拉斐尔（2010）·Zbl 1145.68330号 [72] Kupitz，Y.，Martini，H.：广义Fermat-Torricelli问题的几何方面。直觉几何第六名。博莱社会数学研究（1997）·Zbl 0911.51021号 [73] Pelc，A.：网络中的确定性集合：一项综合调查。网络59（3），331-347（2012）·doi:10.1002/网络21453 [74] Santoro，N.：分布式算法的设计与分析。威利，纽约（2007）·Zbl 1115.68166号 [75] Sekino，J.：n-椭圆和最小距离和问题。美国数学。周一。106(3), 193-202 (1999) ·Zbl 0986.51040号 ·doi:10.2307/2589675 [76] Souissi，S.，Défago，X.，Yamashita，M.：使用最终一致的指南针收集能见度有限的无记忆移动机器人。ACM事务处理。自动。适应。系统。4(1) (2009). 数字对象标识代码：10.1145/1462187.1462196 [77] Viglietta，G.：两个机器人与可见比特的交会。摘自：第九届传感器系统、无线网络和分布式机器人算法和实验国际研讨会论文集，（Algosensors），LNCS，第8243卷，第291-306页。施普林格（2013）·Zbl 1397.68190号 [78] Weiszfeld，E.：Sur le point pour lequel la somme des distances de[n]n points donnés est minimum（最小值）。东北数学。43, 355-386 (1936) [79] Weiszfeld，E.，Plastria，F.：到n个给定点的距离之和最小的点。安·Oper。第167（1）号决议，7-41（2009）·兹比尔1176.90616 [80] Yamashita，M.，Souissi，S.，Défago，X.：在有限时间内使用非常不精确的罗盘收集两个无状态移动机器人。摘自：《第一届机器人通信与协调国际会议论文集》（RoboComm），第48:1-48:4页（2007年） 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。