طراحي الگوريتم جديدي براي حركت دو بعدي توده ي ربات ها بر مبناي عدم برخورد با مانع مبتني برمعادلات لاگرانژ

Design of a new algorithm for two dimensional movement of swarm robots according to collision avoidance with obstacles based on the Lagrange equations

در اين مقاله الگوريتمي جديد براي رفتار توده­اي از ربات­ها با هدف تجمع توده در مركز جرم آن در ابتدا و پس از آن حركت به سمت نقطه ­اي خاص ارائه مي­شود. از آنجايي كه معادله حركت توده بر اساس معادلات لاگرانژ مي­باشد، بنابراين در الگوريتم ارائه شده با حداقل كردن انرژي، اعضاي توده كوتاهترين مسير ممكن را براي رسيدن به مقصد طي مي­نمايند. همچنين با فرض موانع در مسير حركت توده، با استفاده از عامل دافع خطي كه در الگوريتم تعريف مي­شود و توسط سوئيچي فعال مي­شود، موضوع پايداري در عدم برخورد با موانع در حركت تضمين مي­گردد و در نهايت معادلات ارائه شده توسط نرم افزار MATLAB شبيه­ سازي و صحه گذاري مي­شود. نتايج حاصل از رفتار توده­ي ربات­ها بر مبناي الگوريتم ارائه شده، شبيه­ سازي و رفتار بهينه در الگوريتم ارائه شده با حداقل انرژي و عدم برخورد با موانع در طول مسير توده­ي ربات­ها را نشان مي­­دهد.

In this paper, a new algorithm is presented for the swarm behavior of robots in order to initially aggregate the swarm in its center and subsequently move toward a given target point. Since the equation representing the swarm movement is based on Lagrange equations, the member of the swarm take the shortest distance to reach their destination providing that the amount of energy found in above-mentioned algorithm is minimized. In addition, assuming that there are obstacles on the path of the swarm movement, the algorithm applies a linear repulsive force, activated by a switch, to avoid the contact between the members and obstacles. Finally, the presented equations are simulated and validated through MATLAB software. The results obtained from the swarm behavior of robots are simulated on the basis of the algorithm, and the optimized behavior of the algorithm is shown when the amount of energy is minimized and there is no contact with the obstacle.