Aplicación de juegos hedónicos en grupos de robots

Abstract

Muchos han sido los estudios realizados en los últimos años sobre sistemas multirobot debido al gran potencial que han demostrado en distintos ámbitos. Una de estas aplicaciones consiste en el desarrollo de tareas de seguridad y vigilancia en infraestructuras que necesitan ser supervisadas. En este trabajo se propone un modelo donde varios robots inalámbricos recorren una serie de puntos de interés en un entorno valioso. Cada punto de interés representa una cola de paquetes que requieren la recogida y posterior transmisión inalámbrica de la información por parte de los robots a un servidor central. Este problema se modela como un juego hedónico de formación de coaliciones entre los robots y los puntos que serán visitados. El algoritmo propuesto permite a los robots tomar decisiones distribuidas para unirse o abandonar una coalición, basándose en el beneficio que estos obtienen por pertenecer a la coalición. Como resultado de estas decisiones los robots y los puntos de interés se distribuyen creando coaliciones independientes que forman una partición de red estable. Se busca optimizar el tiempo en el que los robots desarrollan el trabajo de vigilancia, consiguiendo un modelo eficiente y preciso donde todos los puntos de interés establecidos serán atendidos por uno o varios robots en el menor tiempo posible.

Multirobot systems are revolutionizing various fields of applications, and many studies have been made over the past few years. Among many other areas, this technology is used to develop security and surveillance tasks in infrastructures which require supervision. This study proposes a model where several wireless robots move through a series of points of interest in a particular environment. Each points of interest represents a queue of packets that demand the collection and subsequent wireless transmission by the robots to a central server. This case is modeled as a hedonic coalition formation game between the robots and the landmarks to be visited. The proposed algorithm allows robots to make distributed decisions to join or leave a coalition, based on the benefits they derive from belonging to a coalition. As a result of these decisions, the robots spread out across landmarks forming independent coalitions that establish a stable network partition. The objective is to optimize the time duration, in which the robots carry out their surveillance work, achieving an efficient and precise model where all the established points of interest will be served by one or several robots in the minimum possible time.