Coordinación de Múltiples Vehículos Submarinos Autónomos Biomiméticos Usando Estrategias Basadas en el Comportamiento de Escolarización de los Peces
Autores: McColgan, Jonathan; McGookin, Euan W.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2016
Acceso abierto
Artículo científico
2016
Coordinación de Múltiples Vehículos Submarinos Autónomos Biomiméticos Usando Estrategias Basadas en el Comportamiento de Escolarización de los Peces
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos submarinos
Propulsión
Maniobrabilidad
Estrategia de coordinación
Comportamiento en cardumen
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los Vehículos Autónomos Submarinos Biomiméticos (BAUVs) son Vehículos Autónomos Submarinos (AUVs) que emplean principios de propulsión y dirección similares a los de los peces reales. Aunque la aplicabilidad en la vida real de estos vehículos aún no se ha investigado completamente, las investigaciones de laboratorio han demostrado que a bajas velocidades, el mecanismo propulsor de estos vehículos es más eficiente en comparación con los AUVs basados en hélices. Además, estos vehículos también han demostrado características de maniobrabilidad superiores en comparación con los AUVs convencionales y los Sistemas de Planeadores Submarinos (UGSs). Se pueden lograr beneficios de rendimiento adicionales mediante la coordinación de múltiples BAUVs nadando en formación. En este estudio, la estrategia de coordinación se basa en el comportamiento de cardumen de los peces, que es un enfoque descentralizado que permite que múltiples AUVs se autoorganicen. Tal estrategia puede ser utilizada de manera efectiva para la recolección de datos espaciotemporales a gran escala para fines de monitoreo y vigilancia oceánica. Se utiliza un modelo matemático validado del BAUV desarrollado en la Universidad de Glasgow, RoboSalmon, para representar a los agentes dentro de una formación de cardumen. El rendimiento del algoritmo de coordinación se evalúa a través de simulaciones donde se emplean técnicas de identificación de sistemas para mejorar el tiempo de ejecución de la simulación mientras se asegura que se mantenga la precisión. Los resultados de la simulación demuestran la efectividad de implementar algoritmos de coordinación basados en los mecanismos de comportamiento de los peces para permitir que un grupo de BAUVs sea considerado autoorganizado.
Descripción
Los Vehículos Autónomos Submarinos Biomiméticos (BAUVs) son Vehículos Autónomos Submarinos (AUVs) que emplean principios de propulsión y dirección similares a los de los peces reales. Aunque la aplicabilidad en la vida real de estos vehículos aún no se ha investigado completamente, las investigaciones de laboratorio han demostrado que a bajas velocidades, el mecanismo propulsor de estos vehículos es más eficiente en comparación con los AUVs basados en hélices. Además, estos vehículos también han demostrado características de maniobrabilidad superiores en comparación con los AUVs convencionales y los Sistemas de Planeadores Submarinos (UGSs). Se pueden lograr beneficios de rendimiento adicionales mediante la coordinación de múltiples BAUVs nadando en formación. En este estudio, la estrategia de coordinación se basa en el comportamiento de cardumen de los peces, que es un enfoque descentralizado que permite que múltiples AUVs se autoorganicen. Tal estrategia puede ser utilizada de manera efectiva para la recolección de datos espaciotemporales a gran escala para fines de monitoreo y vigilancia oceánica. Se utiliza un modelo matemático validado del BAUV desarrollado en la Universidad de Glasgow, RoboSalmon, para representar a los agentes dentro de una formación de cardumen. El rendimiento del algoritmo de coordinación se evalúa a través de simulaciones donde se emplean técnicas de identificación de sistemas para mejorar el tiempo de ejecución de la simulación mientras se asegura que se mantenga la precisión. Los resultados de la simulación demuestran la efectividad de implementar algoritmos de coordinación basados en los mecanismos de comportamiento de los peces para permitir que un grupo de BAUVs sea considerado autoorganizado.