1. Revisiting wavefront construction with collective agents: an approach to foraging
- Author
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François Charpillet, Eric Thierry, Olivier Simonin, Autonomous intelligent machine (MAIA), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Complex Systems, Artificial Intelligence & Robotics (LORIA - AIS), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL), Dynamic Software and Distributed Systems (DYNAMID), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modèles de calcul, Complexité, Combinatoire (MC2), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
- Subjects
0209 industrial biotechnology ,Computer science ,media_common.quotation_subject ,Foraging ,02 engineering and technology ,Ant algorithms ,ComputingMethodologies_ARTIFICIALINTELLIGENCE ,[INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] ,Swarm algorithm ,020901 industrial engineering & automation ,Artificial Intelligence ,Originality ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,[INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO] ,Computer communication networks ,media_common ,Wavefront ,business.industry ,Potential field ,Robotics ,Grid ,[INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA] ,Asynchronous communication ,020201 artificial intelligence & image processing ,Artificial potential field ,Artificial intelligence ,Foraging task ,business - Abstract
International audience; We consider the problem of coordinating a team of agents that have to collect disseminated resources in an unknown environment. We are interested in approaches in which agents collectively explore the environment and build paths between home and resources. The originality of our approach is to simultaneously build an artificial potential field (APF) around the agents’ home while foraging. We propose a multi-agent model defining a distributed and asynchronous version of Barraquand et al. Wavefront algorithm. Agents need only to mark and read integers locally on a grid, that is, their environment. We prove that the construction converges to the optimal APF. This allows the definition of a complete parameter-free foraging algorithm, called c-marking agents. The algorithm is evaluated by simulation, while varying the foraging settings. Then we compare our approach to a pheromone-based algorithm. Finally, we discuss requirements for implementation in robotics.
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- 2014
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