Metodología Genética Difusa para UAVs Cooperativos Descentralizados para Transportar una Carga Compartida
Autores: Sathyan, Anoop; Ma, Ou; Cohen, Kelly
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Metodología Genética Difusa para UAVs Cooperativos Descentralizados para Transportar una Carga Compartida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Controladores
Metodología difusa genética
UAVs descentralizados
Aprendizaje por refuerzo
Sistemas difusos
Algoritmo genético
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, entrenamos controladores (modelos) utilizando la Metodología Genética Difusa (GFM) para aprender comportamientos cooperativos en un equipo de UAVs descentralizados para transportar una carga suspendida compartida. El entrenamiento se realiza de manera de aprendizaje por refuerzo, donde los modelos aprenden estrategias basadas en la retroalimentación recibida del entorno. Los controladores en los UAVs se modelan como sistemas difusos. Se utiliza un Algoritmo Genético para evolucionar los modelos y lograr el objetivo general de llevar la carga a las ubicaciones deseadas, mientras se satisfacen las restricciones físicas y operativas. Los UAVs no se comunican explícitamente entre sí, y cada UAV toma sus propias decisiones, lo que lo convierte en un sistema descentralizado. Sin embargo, durante el entrenamiento, la función de costo se define de tal manera que representa la efectividad del equipo en lograr el objetivo general de llevar la carga compartida al objetivo. Al incluir un término de penalización por cualquier violación de restricciones durante el entrenamiento, los UAVs aprenden estrategias que no requieren comunicación explícita para lograr un transporte eficiente de la carga mientras se satisfacen todas las restricciones. También presentamos las métricas de rendimiento al probar los UAVs entrenados en nuevos escenarios con diferentes ubicaciones objetivo y con diferentes números de UAVs en el equipo.
Descripción
En este trabajo, entrenamos controladores (modelos) utilizando la Metodología Genética Difusa (GFM) para aprender comportamientos cooperativos en un equipo de UAVs descentralizados para transportar una carga suspendida compartida. El entrenamiento se realiza de manera de aprendizaje por refuerzo, donde los modelos aprenden estrategias basadas en la retroalimentación recibida del entorno. Los controladores en los UAVs se modelan como sistemas difusos. Se utiliza un Algoritmo Genético para evolucionar los modelos y lograr el objetivo general de llevar la carga a las ubicaciones deseadas, mientras se satisfacen las restricciones físicas y operativas. Los UAVs no se comunican explícitamente entre sí, y cada UAV toma sus propias decisiones, lo que lo convierte en un sistema descentralizado. Sin embargo, durante el entrenamiento, la función de costo se define de tal manera que representa la efectividad del equipo en lograr el objetivo general de llevar la carga compartida al objetivo. Al incluir un término de penalización por cualquier violación de restricciones durante el entrenamiento, los UAVs aprenden estrategias que no requieren comunicación explícita para lograr un transporte eficiente de la carga mientras se satisfacen todas las restricciones. También presentamos las métricas de rendimiento al probar los UAVs entrenados en nuevos escenarios con diferentes ubicaciones objetivo y con diferentes números de UAVs en el equipo.