Algoritmo de pastoreo basado en el comportamiento para rebaños de ovejas basado en el modelo de fuerza social
Autores: Cai, He; He, Yaqi; Wu, Jinye; Gao, Huanli
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Algoritmo de pastoreo basado en el comportamiento para rebaños de ovejas basado en el modelo de fuerza social
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Oveja pastor
Algoritmos de pastoreo
Modelo de fuerza social
Ovejas críticas
Mecanismo dinámico de extremo lejano
Mecanismo de pausa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Inspirado en el comportamiento de pastoreo de perros reales, en este documento se han propuesto cuatro algoritmos de pastoreo basados en el comportamiento para el rebaño de ovejas basado en el modelo de fuerza social. Primero, se diseña un algoritmo básico de pastoreo basado en el comportamiento donde se definen rigurosamente cuatro tipos de ovejas críticas. La decisión del perro pastor se toma constantemente revisando las posiciones de estas cuatro ovejas críticas. Luego, sobre este algoritmo básico de pastoreo, se consideran dos mecanismos adicionales para mejorar el rendimiento del algoritmo básico de pastoreo, a saber, el mecanismo dinámico de extremo lejano y el mecanismo de pausa, formando así los otros tres algoritmos de pastoreo. El mecanismo dinámico de extremo lejano ayuda a evitar el comportamiento no deseado de círculo del perro pastor alrededor del área de destino, mientras que el mecanismo de pausa puede reducir en gran medida el costo de control del perro pastor. Para validar la efectividad de los algoritmos de pastoreo propuestos, se han realizado pruebas exhaustivas. El rendimiento de los cuatro algoritmos se evalúa y compara desde tres aspectos, a saber, tasa de éxito, paso de finalización y costo de control. Además, se proporciona un análisis de parámetros para examinar cómo diferentes parámetros de diseño afectarán el rendimiento del algoritmo propuesto. Finalmente, se muestra que cuando el tamaño del rebaño de ovejas aumenta, como era de esperar, se requiere más tiempo y esfuerzo de control para completar el pastoreo.
Descripción
Inspirado en el comportamiento de pastoreo de perros reales, en este documento se han propuesto cuatro algoritmos de pastoreo basados en el comportamiento para el rebaño de ovejas basado en el modelo de fuerza social. Primero, se diseña un algoritmo básico de pastoreo basado en el comportamiento donde se definen rigurosamente cuatro tipos de ovejas críticas. La decisión del perro pastor se toma constantemente revisando las posiciones de estas cuatro ovejas críticas. Luego, sobre este algoritmo básico de pastoreo, se consideran dos mecanismos adicionales para mejorar el rendimiento del algoritmo básico de pastoreo, a saber, el mecanismo dinámico de extremo lejano y el mecanismo de pausa, formando así los otros tres algoritmos de pastoreo. El mecanismo dinámico de extremo lejano ayuda a evitar el comportamiento no deseado de círculo del perro pastor alrededor del área de destino, mientras que el mecanismo de pausa puede reducir en gran medida el costo de control del perro pastor. Para validar la efectividad de los algoritmos de pastoreo propuestos, se han realizado pruebas exhaustivas. El rendimiento de los cuatro algoritmos se evalúa y compara desde tres aspectos, a saber, tasa de éxito, paso de finalización y costo de control. Además, se proporciona un análisis de parámetros para examinar cómo diferentes parámetros de diseño afectarán el rendimiento del algoritmo propuesto. Finalmente, se muestra que cuando el tamaño del rebaño de ovejas aumenta, como era de esperar, se requiere más tiempo y esfuerzo de control para completar el pastoreo.