ALLIANCE机器人系统-用于不均匀多机器人队伍的可容错任务分配

另外一项早期的多机器人体系结构研究是同盟 ( ALLIANCE) 体系(见图40 .2),由Parker[40.9设计 用于不均匀多机器人队伍的可容错任务分配。该方法 建立在包容体系之上，增加了行为集合和动机，在机 器人之间没有直接协商的情况下取得行动选择。行为 集合将低阶的行为组合到一起以执行特定的任务。动 机由不同J别的焦躁和默许组成，可以增加或者降低 机器人针对某项需要完成的任务时激活某行为集合的 兴趣。

在这种方法中，执行给定行为集合的初始动机设 为零。然后，在每一个时间步骤，根据以下因素重新 计算动机的水准：

1)前一步的动机水准。

2)焦躁率。

3)传感器反馈是否表明需要行为集合。

4)机器人是否已经激活了另外一个行为集合。

5)是否有另外一个机器人已经开始为该任务 工作。

6)基于已经尝试任务的时间长短，机器人是否 愿意放弃该任务。

动机以某一正速率持续增加，除非下面四种情况 之一发生：

1)传感器反馈显示已经不再需要该行为 集合。

2)激活了机器人中另外一个行为集合。

3)其他机器人D一次接手了任务。

4)机器人决定默许该任务。

在上述的任何一种情况下，动机返回零。否则， 动机将持续增加直到穿透临界值，此时行为集合激 活，可以确定机器人选定了一种行为。当一种行为被 选定，该机器人内部的交叉抑制将防止其他任务在同 一机器人内激活。当某个行为集合在机器人内处于激 活状态，该机器人每隔一段时间将它的当前行为广播 给其他机器人。

L-ALLIANCE扩展40.101允许机器人根据它完成 某项给定任务的期望质量来调整焦躁和默许的比率。 结果是已经证明能更好完成某些任务的机器人将来 也更有可能选择同样的任务。另外，如果机器人队 伍运行时发生问题，机器人可以动态重新分配它们 的任务来弥补问题。为验证这种方法，分别测试了 由三个非均匀机器人组成的机器人队伍来执行一项 模拟的清扫任务，两个机器人执行的推箱子任务， 以及四个机器人执行的协同目标观测问题。该方法 也在模拟看门服务任务以及掩护跃进中得到了验证。 图40.3给出了多机器人利用ALLIANCE 执行模拟的 清扫任务。