Projektbeschreibung
Multiagentensteuerung mithilfe eines hybriden Führer-Folger-Ansatzes
Ein aktueller Trend bei der Multiagentensteuerung ist die Anwendung formaler Verifikation zur Identifizierung allgemeinerer Aufgabenspezifikationen, die eine Reihe von Steuerungsaktionen auslösen. Bei den bestehenden Lösungen werden jedoch die quantitativen temporären Einschränkungen oder die hohen Rechenkosten für die Steuerung der gesamten Agentengruppe bei einer wachsenden Zahl von Agenten nicht berücksichtigt. Das EU-finanzierte Projekt LEAFHOUND schlägt einen heterogenen Führer-Folger-Ansatz als Alternative vor, der auf drei Planungsstufen beruht: Ableitung temporärer Steuerungseinheiten für kooperative Steuerungsziele in Führer-Folger-Netzwerken, Einsatz von Steuerungseinheiten für Aufgaben als räumlich-zeitliche Logikspezifikationen und Bewältigung von Aufgabenabhängigkeiten und -einschränkungen unter Verwendung von Konzepten der Netzwerksteuerbarkeit. Dieser Ansatz eröffnet neue Wege in den Bereichen Steuerung, Robotertechnik und formale methodenbasierte Synthese.
Ziel
Multi-agent control is a popular research topic due to its applications in a variety of areas. The main approach has been to incorporate tools from single-agent control to the multi-agent setup. However, many applications involve more complex tasks that may not be cast as a classic control objective, while the agents may be subject to constraints in space and time. A current trend is thus to use formal verification in order to specify more general task specifications that induce a sequence of control actions rather than a stand-alone objective. Spatiotemporal logics are based on continuous time signals and allow formulating space and time constraints, and thus are suitable for defining such specifications in multi-agent systems. Existing solutions do not take into account quantitative transient constraints, nor consider the high computational cost that may be endured by controlling the whole agent group when the number of agents grows. We instead consider here a heterogeneous, leader-follower approach, which relies on three design stages. At a first stage, we derive transient controllers for cooperative control objectives in leader-follower networks; at a second stage, these controllers are employed in order to satisfy tasks given to the network as spatiotemporal logic specifications; and at a third stage, we tackle task dependencies and infeasibilities through a refinement process both in the transient control design as well as in the leader-follower group structure, by using notions of network controllability. The proposed leader-follower approach to the spatiotemporal task planning problem, combining elements from cooperative multi-agent systems under transient constraints, formal verification and graph theoretic network controllability, requires for new ways of thinking and approaches to analysis and design; it thus constitutes the proposal a beyond the SoA and groundbreaking approach to the fields of control, robotics and formal methods based synthesis.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
100 44 Stockholm
Schweden