Una estrategia de búsqueda de agente móvil soportada por red de sensores para rescate en la naturaleza
Autores: Chong Lee Shin, Jason; Kashino, Zendai; Nejat, Goldie; Benhabib, Beno
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Una estrategia de búsqueda de agente móvil soportada por red de sensores para rescate en la naturaleza
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Agentes móviles
Sensores estáticos
Búsqueda de objetivos
Despliegue
Problema de optimización
Enfoque híbrido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La búsqueda de objetivos móviles es un problema pertinente a una variedad de aplicaciones, incluyendo la búsqueda y rescate en la naturaleza. Este documento propone un enfoque híbrido para la búsqueda de objetivos utilizando un equipo de agentes móviles apoyados por una red de sensores estáticos. El enfoque es novedoso en el sentido de que los agentes móviles despliegan los sensores en momentos y ubicaciones optimizados mientras ellos mismos viajan a lo largo de sus respectivas trayectorias de búsqueda optimizadas. En el enfoque propuesto, las trayectorias de los agentes móviles se planifican primero para maximizar la probabilidad de detección del objetivo. Posteriormente, se planifica el despliegue de la red de sensores estáticos. Es decir, las ubicaciones y los tiempos de despliegue se optimizan mientras se están restringidos por las trayectorias de los agentes móviles ya planificadas. El problema de optimización posterior, tal como se formula y resuelve aquí, tiene como objetivo minimizar un error general de despliegue de la red. Este error general comprende tres componentes principales, cada uno cuantificando una desviación de uno de los tres objetivos principales que la red busca alcanzar: (i) mantener la imparcialidad direccional en la consideración del movimiento del objetivo, (ii) mantener la imparcialidad en la distribución temporal del esfuerzo de búsqueda, y, (iii) maximizar la probabilidad de detección del objetivo. Resolvemos este problema de optimización único utilizando un algoritmo heurístico iterativo con inicios aleatorios. La estrategia de búsqueda híbrida propuesta fue validada a través de las extensas simulaciones presentadas en este documento. Además, su rendimiento fue evaluado con respecto a una estrategia de búsqueda híbrida alternativa, donde superó o tuvo un rendimiento comparable dependiendo de los recursos de búsqueda disponibles.
Descripción
La búsqueda de objetivos móviles es un problema pertinente a una variedad de aplicaciones, incluyendo la búsqueda y rescate en la naturaleza. Este documento propone un enfoque híbrido para la búsqueda de objetivos utilizando un equipo de agentes móviles apoyados por una red de sensores estáticos. El enfoque es novedoso en el sentido de que los agentes móviles despliegan los sensores en momentos y ubicaciones optimizados mientras ellos mismos viajan a lo largo de sus respectivas trayectorias de búsqueda optimizadas. En el enfoque propuesto, las trayectorias de los agentes móviles se planifican primero para maximizar la probabilidad de detección del objetivo. Posteriormente, se planifica el despliegue de la red de sensores estáticos. Es decir, las ubicaciones y los tiempos de despliegue se optimizan mientras se están restringidos por las trayectorias de los agentes móviles ya planificadas. El problema de optimización posterior, tal como se formula y resuelve aquí, tiene como objetivo minimizar un error general de despliegue de la red. Este error general comprende tres componentes principales, cada uno cuantificando una desviación de uno de los tres objetivos principales que la red busca alcanzar: (i) mantener la imparcialidad direccional en la consideración del movimiento del objetivo, (ii) mantener la imparcialidad en la distribución temporal del esfuerzo de búsqueda, y, (iii) maximizar la probabilidad de detección del objetivo. Resolvemos este problema de optimización único utilizando un algoritmo heurístico iterativo con inicios aleatorios. La estrategia de búsqueda híbrida propuesta fue validada a través de las extensas simulaciones presentadas en este documento. Además, su rendimiento fue evaluado con respecto a una estrategia de búsqueda híbrida alternativa, donde superó o tuvo un rendimiento comparable dependiendo de los recursos de búsqueda disponibles.