Algoritmos de Comunicación de Enjambre Descentralizados Optimizados para la Asignación Eficiente de Tareas y el Consumo de Energía en Robótica de Enjambre
Autores: Yasser, Mohamed; Shalash, Omar; Ismail, Ossama
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Algoritmos de Comunicación de Enjambre Descentralizados Optimizados para la Asignación Eficiente de Tareas y el Consumo de Energía en Robótica de Enjambre
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Objetivos específicos
Enjambre robótico
Algoritmo de asignación de tareas
Comunicación descentralizada
Tiempo de ejecución
Consumo de energía.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La acción unánime para lograr objetivos específicos es crucial para el éxito de un enjambre robótico. Esto requiere roles claramente definidos y una comunicación precisa entre los robots de un enjambre. Un algoritmo de asignación de tareas optimizado define el mecanismo y la logística de la toma de decisiones que permiten al enjambre robótico alcanzar tales objetivos comunes. Con más nodos, el tráfico de mensajes que se requieren para comunicarse dentro del enjambre aumenta relativamente para mantener la descentralización. El aumento del tráfico elimina las capacidades en tiempo real, que es un aspecto esencial de un sistema de enjambre. El objetivo de esta investigación es reducir el tiempo de ejecución mientras se mantienen tasas de consumo de energía eficientes. En esta investigación, se proponen dos nuevos algoritmos de comunicación de enjambre descentralizados, a saber, Asignación de Tareas Dinámicas Agrupadas-Ciclo Centralizado (CDTA-CL) y Asignación de Tareas Dinámicas Agrupadas-Ciclo Dual (CDTA-DL), ambos inspirados en el algoritmo de Asignación de Tareas Dinámicas Agrupadas (CDTA). Además, se desarrolló una herramienta de simulación para simular diferentes algoritmos de comunicación agrupados en enjambres con el fin de calcular el tiempo total de comunicación y la energía consumida. Los resultados de las pruebas del CDTA-DL y CDTA-CL propuestos frente al CDTA atestiguan que el algoritmo propuesto consume sustancialmente menos tiempo. Tanto el CDTA-DL como el CDTA-CL han logrado una aceleración significativa del 75.976% y 54.4% sobre el CDTA, respectivamente.
Descripción
La acción unánime para lograr objetivos específicos es crucial para el éxito de un enjambre robótico. Esto requiere roles claramente definidos y una comunicación precisa entre los robots de un enjambre. Un algoritmo de asignación de tareas optimizado define el mecanismo y la logística de la toma de decisiones que permiten al enjambre robótico alcanzar tales objetivos comunes. Con más nodos, el tráfico de mensajes que se requieren para comunicarse dentro del enjambre aumenta relativamente para mantener la descentralización. El aumento del tráfico elimina las capacidades en tiempo real, que es un aspecto esencial de un sistema de enjambre. El objetivo de esta investigación es reducir el tiempo de ejecución mientras se mantienen tasas de consumo de energía eficientes. En esta investigación, se proponen dos nuevos algoritmos de comunicación de enjambre descentralizados, a saber, Asignación de Tareas Dinámicas Agrupadas-Ciclo Centralizado (CDTA-CL) y Asignación de Tareas Dinámicas Agrupadas-Ciclo Dual (CDTA-DL), ambos inspirados en el algoritmo de Asignación de Tareas Dinámicas Agrupadas (CDTA). Además, se desarrolló una herramienta de simulación para simular diferentes algoritmos de comunicación agrupados en enjambres con el fin de calcular el tiempo total de comunicación y la energía consumida. Los resultados de las pruebas del CDTA-DL y CDTA-CL propuestos frente al CDTA atestiguan que el algoritmo propuesto consume sustancialmente menos tiempo. Tanto el CDTA-DL como el CDTA-CL han logrado una aceleración significativa del 75.976% y 54.4% sobre el CDTA, respectivamente.