Научные статьи \ Общие вопросы науки и культуры \ Информационные технологии. Вычислительная техника. Обработка данных \ Связь компьютеров. Сети ЭВМ. Вычислительные сети

Механизмы обмена информацией и передачи знаний для задач взаимодействия в среде автономных интеллектуальных робототехнических систем в нештатных ситуациях

Механизмы обмена информацией и передачи знаний для задач взаимодействия в среде автономных интеллектуальных робототехнических систем в нештатных ситуациях

Автор: Катулин Михаил Сергеевич, Кузнецов Евгений Алексеевич, Решетников Андрей Геннадьевич, Рябов Андрей Русланович, Семашко Сергей Владимирович, Ульянов Сергей Викторович

Журнал: Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании» @journal-sanse

Статья в выпуске: 4, 2021 года.

Бесплатный доступ

При решении сложных задач автоматизации в проекте «Индустрия 4.0» с использованием не-скольких интеллектуальных автономных робототехнических систем возникает необходимость определения механизмов обмена информации и передачи знаний от одной робототехнической си-стемы к другой (типа системы «master – slave»). Существует множество механизмов сетевого взаимодействия, при котором каждый элемент имеет свои сильные и слабые стороны. При разработке интеллектуальных робототехнических систем на испытательном полигоне в лаборатории информационных технологий ОИЯИ (МЛИТ), было выявлено несколько основных задач взаимодействия, требующих выбора специальных механизмов и протоколов передачи данных и знаний. В статье рассмотрены основные механизмы обмена информацией, описаны основные преимущества и недостатки. Представлены задачи, требующие выбора механизма взаимодействия, а также приведены результаты решения этих задач.

Еще

Автономные роботы, операционная система роботов (ROS), сетевое взаи-модействие, протокол передачи данных, обмен знаниями, дистанционная настройка

Короткий адрес: https://sciup.org/14123374

IDR: 14123374   |   УДК: 004.7, 004.8, 004.9

Mechanisms of information exchange and knowledge transfer for interac-tion tasks in the hazard environment of autonomous intellegent robotic systems

Solving complex automation tasks in the Industry 4.0 project using several intelligent autonomous ro-botic systems, it becomes necessary to determine the mechanisms of information exchange and knowledge transfer from one robotic system to another (such as the master - slave system). There are many mechanisms of network interaction, each of them has its own strengths and weaknesses. During the development of intel-ligent robotic systems at the testing ground at the JINR Information Technology Laboratory (MLIT), several basic interaction tasks were identified that require the choice of special mechanisms and protocols for data and knowledge transmission. The article discusses the main mech-anisms of information exchange, describes the main advantages and disadvantages. The tasks requiring the choice of an interaction mechanism are presented, and the results of solving these tasks are also presented.

Еще

Список литературы Механизмы обмена информацией и передачи знаний для задач взаимодействия в среде автономных интеллектуальных робототехнических систем в нештатных ситуациях

  • Cooperative robotic networks for underwater surveillance: An overview / G. Ferri [et al.] // IET Radar Sonar Navig. 2017. Vol. 11. P. 1740-1761. URL: https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1049/iet-rsn.2017.0074.
  • A cooperative approach for multi-robot area exploration / J. Yuan [et al.] // In Proc. of the 2010 IEEE/RSJ Intern. Confer. on Intelligent Robots and Systems, Taipei, Taiwan, 18–22 October 2010. - P. 1390–1395. URL:https://www.semanticscholar.org/paper/A-cooperative-approach-for-multi-robot-area-Yuan-Huang/513abbc38f347bfa8ae91f5b5678c3c86eb5af9d.
  • Cooperative semi-autonomous robotic network for search and rescue operations / G. Herman [et al.] // Intern. Conf. on Universal Access in Human-Computer Interaction. Springer: Berlin/Heidelberg, Ger-many, 2014. pp. 636–647. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-07446-7_61.
  • Machine-to-Machine Communication for Device Identification and Classification in Secure Telerobotics Surgery / P. Meghana [et al.] // Security and Communication Networks, 2021. Vol. 2021. Article ID: 5287514. DOI: https://doi.org/10.1155/2021/5287514.
  • Optimal caching scheme in D2D networks with multiple robot helpers / Y. Lin [et al.] // Computer Communications. 2022. Vol. 181. P. 132-142. URL: https://doi.org/10.1016/j.comcom.2021.09.027.
  • Cooperative Friendly Jamming Techniques for Drone-Based Mobile Secure Zone / Jeon Ga-Hye [et al.] // Sensors, 2022. Vol. 22. №3. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/22/3/865.
  • Arce L. IoT in Automotive Industry-Connected cars // Politecnico di Milano, Spring April 17, 2016.
  • How the Internet of things (IoT) is revolutionizing healthcare // Plasma. 17.08.2015. URL: http://www.plasmacomp.com/blogs/how-internet-of-thing.
  • Zou J. A data transmission method between the ROS-based robot and the industrial controller // Journal of Physics: Conference Series,2021. Vol. 2029. DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/2029/1/012003.
  • ROS:Home // Open Robotics, 2021. [Электронный ресурс]. URL: https://www.ros.org/.
  • Shi L., Marcano N. J. H., Jacobsen R. H. A review on communication protocols for autonomous un-manned aerial vehicles for inspection application // Microprocessors and Microsystems. 2021. Vol. 86. P. 104340. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micpro.2021.104340.
  • A Web-oriented Architecture for Deploying Multiple Unmanned Vehicles as a Service / C.N. Au [et al.] // The Intern. J. on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, 2021. Vol.15. № 1. DOI: http://dx.doi.org/10.12716/1001.15.01.15.
  • TANGO Controls // Tango Control, 2015. [Электронный ресурс]. URL: http://www.tango-controls.org (дата обращения: 20.12.2021)
  • TANGO STANDARD SOFTWARE TO CONTROL THE NUCLOTRON BEAM SLOW EXTRAC-TION / V. Andreev [и др.] // Письма в ЭЧАЯ. 2016. Т. 13. №5(203). С. 951-956.
  • Andreev V. et al. NUCLOTRON CONTROL SYSTEM, Laboratory of High Energies Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia. URL: http://nucloweb.jinr.ru/nucloserv/text/august2003/html/3p041.htm.
  • Gorbachev E. V. et al. Nuclotron and NICA control system development status JINR, Dubna, Russia Proc. of ICALEPCS 2015, Melbourne, Australia. - Р. 437-440.
  • Ульянов С. В., Решетников А. Г. Синергетика информационно-когнитивного взаимодействия в интеллектуальных робототехнических системах с дистанционным обменом знаниями // Software & Systems. - 2017. - Т. 30. - No 4. - С. 593-600.
  • Intelligent control of mobile robot with redundant manipulator & stereovision: quantum / soft compu-ting toolkit / K.V. Koshelev, A.V. Nikolaeva, A.G. Reshetnikov, S.V. Ulyanov // Artificial Intelligence Advances. 2020. Vol. 2. N o 2. DOI: https://doi.org/10.30564/aia.v2i2.1440.
  • Ulyanov S.V. Soft computing optimizer of intelligent control system structures. - US Patent No US 7,219,087 B2. Date of Patent: May 15, 2007.
  • Зайцев А. А., Курейчик В. В., Полупанов А. А. Обзор эволюционных методов оптимизации на основе роевого интеллекта // Изв. ЮФУ: Технические науки. 2010. № 12. С. 7-12.
  • Cazenille L., Bredeche N., Halloy J. Automated optimization of multi-level modes of collective behavior in a mixed society of animals and robots // arXiv preprint. URL: arxiv.org/pdf/1602.05830v1.pdf.
  • Интеллектуальная когнитивная робототехника. Том I: Технология мягких вычислений в интеллектуальных когнитивных системах управления — информационно-термодинамический закон / О.Ю. Тятюшкина, А.Г. Решетников, С.В. Ульянов, В.С. Ульянов, - М.: КУРС. 2022. (на англ.)
  • A taxonomy for multi-agent robotics / G. Dudek, M. Jenkin, E. Milios, D. Wilkes // Autonomous Ro-bots. 1996. Vol. 3. No 4. P. 375-397.
  • Ota J. Multi-agent robot systems as distributed autonomous systems // Advanced Engineering Informat-ics – 2006. Vol. 20. No 1. P. 59–70.
  • Clients Libraries and Developer Tools. // VMware, Inc. 2007-2022: URL: https://www.rabbitmq.com/devtools.html (дата обращения: 20.12.2021)
  • Введение в ROS: Работа с Service . [Электронный ресурс]. URL: http://docs.voltbro.ru/starting-ros/messaging/rabota-s-service.html (дата обращения: 20.12.2021)
  • ZigBee : [Электронный ресурс]. URL: http://machinepedia.org/index.php?title=ZigBee (дата обращения: 20.12.2021)
  • Ульянов С. В., Николаева А. В., Решетников А. Г. Интеллектуальные системы управления в непредвиденных ситуациях. Оптимизатор баз знаний на мягких вычислениях. LAPLAMBERT Acad. Publ., OmniScriptumGmbH&Co. KG, 2013.
  • Ульянов С. В., Решетников А. Г., Решетников Г. П. Технологии интеллектуальных вычислений: Квантовые вычисления и программирование в самоорганизующихся интеллектуальных системах управления. Дубна: ОИЯИ, 2015. 246 с. ISBN 978-5-9530-0422-0.
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp