仿动物空间认知的多机器人协作目标搜索方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61203365
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0609.认知与神经科学启发的人工智‍能
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

The cooperative goal foraging of multi-robots in unknown and dynamic environments is a critical and challenging issue in the robotic field. The key contents include the Simultaneous Location and Mapping algorithm (SLAM) and the cooperation approach of multi-robots. Most of the SLAM algorithms are under varying assumptions, such as the environment is static and the robot is equipped with accurate sensors and a high performance computer. Moreover, much of the research on the SLAM algorithms and the goal foraging problems is independent, so it is difficult to use the results obtained from the study of SLAM algorithm, for the reality applications such as goal foraging. However, as we know, animals appear to have a great ability in mapping, goal foraging and navigation, without high precision sensors and complex computation. Thus, to study and create a biologically inspired and efficient multi-robot cooperative goal foraging approach with practical performance is very significant. .This project attempts to use the bioinspired neural network to realize the simultaneous location and mapping, inspired from the animal spatial cognition. The proposed approach integrates the map expression, the external stimulation, the experience learning, the goal foraging and robot navigation together. The main research contents of this project are as follows: a SLAM algorithm based on the bioinspired neural network; a goal location and robot navigation approach based on the memory network and a multi-robot cooperation approach based on the experiences reinforced from other robots in the system. The successful implementation of this project will have broad application prospects in a lot of fields, such as the unknown environment exploration, the disaster rescue, the anti-terrorism and the battlefield search.
未知动态环境下多机器人目标搜索是机器人研究领域一个很重要又具挑战性的课题,其核心内容包括机器人同时定位与地图创建(SLAM)和多机器人协作。现有的SLAM算法大多假设环境是静态的,机器人有高精度传感器和高性能计算机,且很多SLAM和目标搜索问题的研究是割裂开的,无法充分利用SLAM研究的成果。动物具有很强的定位、导航和目标搜索能力,且不需要高精度传感器和复杂的计算,研究一种仿动物空间认知的、高效的、可用于实际的多机器人目标搜索方法具有重要意义。.本项目利用生物刺激神经网络,结合动物空间认知机制,进行机器人同时定位和地图创建,将地图表示、外界刺激、经验学习、目标搜索、导航等融为一体,主要研究内容包括基于生物刺激神经网络的SLAM算法、基于记忆网络的目标定位和机器人导航以及利用同伴经验强化的多机器人协作方法等。本项目的成功实施在未知环境探索、灾害救援、反恐、战场搜索等方面具有广阔的应用前景。

结项摘要

未知动态环境下的多机器人协作目标搜索是机器人研究领域一个很重要又具挑战性的课题,其关键技术包括两个方面,一个是未知环境下的机器人同时定位和地图创建(SLAM),二是多机器人协作目标搜索。目前的SLAM算法主要致力于实现有效的机器人导航和地图创建方法,但大多数方法都假设环境是静态的、机器人测距传感器是精确的,等等,且很多SLAM算法和目标搜索问题的研究是割裂开的,无法充分利用SLAM研究的成果。在多机器人协作方面,如何提高协作方法的效率和适应性是关键。动物具有很强的定位、导航和目标搜索能力,且不需要高精度传感器和复杂的计算,研究一种仿动物空间认知的、高效的、可用于实际的多机器人协作目标搜索方法具有重要意义。. 本研究结合动物空间认知机制,开展机器人在未知环境下协作目标搜索有关理论研究,包括SLAM算法、机器人路径规划与导航、多机器人编队控制等,本研究在生物刺激神经网络SLAM算法、基于位置细胞机器人定位、机器人路径规划和导航等方面取得较大研究进展。相关研究成果将为未知环境下多机器人协作目标搜索提供理论基础,并通过开展相关实验研究,为将来的实际应用提供技术支持,研究成果在未知环境探索、灾害救援、反恐、战场搜索与救援等方面具有广阔的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
一种基于改进动态联盟算法的多机器人协作捕猎方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭宪军;倪建军;邵琳;王楚
  • 通讯作者:
    王楚
A Bioinspired Neural Model Based Extended Kalman Filter for Robot SLAM
基于仿生神经模型的机器人 SLAM 扩展卡尔曼滤波器
  • DOI:
    10.1155/2014/905826
  • 发表时间:
    2014-08
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ni, Jianjun;Wang, Chu;Fan, Xinnan;Yang, Simon X
  • 通讯作者:
    Yang, Simon X
基于改进虚拟力场的机器人路径规划方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    微处理机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴文波;倪建军;陈俊风;范新南
  • 通讯作者:
    范新南
一种改进的鲁棒SLAM算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机与现代化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柯江胜;倪建军;吴榴迎
  • 通讯作者:
    吴榴迎
A Multiagent Dynamic Assessment Approach for Water Quality Based on Improved Q-Learning Algorithm
基于改进Q学习算法的多智能体水质动态评价方法
  • DOI:
    10.1155/2013/812032
  • 发表时间:
    2013-05
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ni, Jianjun;Ren, Li;Liu, Minghua;Zhu, Daqi
  • 通讯作者:
    Zhu, Daqi

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其他文献

对称跨接电容型LED 均流电路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    俞忆洁;张方华;倪建军
  • 通讯作者:
    倪建军
基于改进鸽群优化算法的多无人机目标搜索
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1007-130x.2022.03.020
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    计算机工程与科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    凌文通;倪建军;陈颜;唐广翼
  • 通讯作者:
    唐广翼
一种减小储能电容容值的LED驱动器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    电源学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张洁;张方华;倪建军
  • 通讯作者:
    倪建军
无电解电容的高功率因数AC-DC LED驱动器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    倪建军;张方华;俞忆洁
  • 通讯作者:
    俞忆洁
基于改进鲸鱼优化算法的多无人机围捕
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    计算机与现代化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    凌文通;倪建军;陈颜;唐广翼
  • 通讯作者:
    唐广翼

其他文献

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AI项目思路

AI技术路线图

倪建军的其他基金

生物启发的室内异构多机器人协作语义SLAM方法研究
  • 批准号:
    61873086
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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