論文の概要: Fault-Tolerant Multi-Robot Coordination with Limited Sensing within Confined Environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.15036v1
• Date: Wed, 21 May 2025 02:43:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-22 15:42:58.82311
• Title: Fault-Tolerant Multi-Robot Coordination with Limited Sensing within Confined Environments
• Title（参考訳）: コンフィニッシュ環境における限定センシングによる耐故障性多ロボット協調
• Authors: Kehinde O. Aina, Hosain Bagheri, Daniel I. Goldman,
• Abstract要約: マルチロボットシステムにおける物理的接触相互作用を利用した新しいフォールトトレランス手法を提案する。 そこで本研究では, ロボットの動作を, 操作不能なロボットに遭遇する可能性に基づいて調整する「アクティブコンタクト応答(ACR)」手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6144680854063939
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As robots are increasingly deployed to collaborate on tasks within shared workspaces and resources, the failure of an individual robot can critically affect the group's performance. This issue is particularly challenging when robots lack global information or direct communication, relying instead on social interaction for coordination and to complete their tasks. In this study, we propose a novel fault-tolerance technique leveraging physical contact interactions in multi-robot systems, specifically under conditions of limited sensing and spatial confinement. We introduce the "Active Contact Response" (ACR) method, where each robot modulates its behavior based on the likelihood of encountering an inoperative (faulty) robot. Active robots are capable of collectively repositioning stationary and faulty peers to reduce obstructions and maintain optimal group functionality. We implement our algorithm in a team of autonomous robots, equipped with contact-sensing and collision-tolerance capabilities, tasked with collectively excavating cohesive model pellets. Experimental results indicate that the ACR method significantly improves the system's recovery time from robot failures, enabling continued collective excavation with minimal performance degradation. Thus, this work demonstrates the potential of leveraging local, social, and physical interactions to enhance fault tolerance and coordination in multi-robot systems operating in constrained and extreme environments.
• Abstract（参考訳）: ロボットは、共有ワークスペースやリソース内のタスクで協調するためにますますデプロイされるので、個々のロボットの失敗がグループのパフォーマンスに重大な影響を及ぼす可能性がある。 この問題は、ロボットがグローバルな情報や直接的なコミュニケーションを欠いている場合に特に困難である。 本研究では,マルチロボットシステムにおける物理接触相互作用を利用した新しい耐故障性手法を提案する。 そこで本研究では, ロボットの動作を, 操作不能なロボットに遭遇する可能性に基づいて調整する「アクティブコンタクト応答(ACR)」手法を提案する。 アクティブロボットは、障害を減らし、最適なグループ機能を維持するために、定常的および故障したピアを集合的に再配置することができる。 我々は,接触センシングと衝突耐性機能を備えた自律ロボットのチームで,凝集モデルペレットを集合的に探索するアルゴリズムを実装した。 実験結果から,ACR法はロボットの故障からシステム回復時間を大幅に改善し,性能劣化を最小限に抑えながら集団発掘を継続できることがわかった。 このように、本研究は、局所的、社会的、物理的相互作用を活用して、制約された、極端な環境で動作しているマルチロボットシステムにおいて、耐障害性と協調性を高める可能性を実証する。

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