論文の概要: FISC: A Fluid-Inspired Framework for Decentralized and Scalable Swarm Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.00480v1
- Date: Sat, 31 Jan 2026 03:04:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-30 05:19:03.433855
- Title: FISC: A Fluid-Inspired Framework for Decentralized and Scalable Swarm Control
- Title(参考訳): FISC: 分散化とスケーラブルなSwarmコントロールのためのFluid-Inspired Framework
- Authors: Mohini Priya Kolluri, Ammar Waheed, Zohaib Hasnain,
- Abstract要約: 大規模マルチエージェントシステムの外部ループ制御のための分散化手法を提案し,評価を行った。
基礎流体要素特性と個別のロボットエージェント状態の関係を論じる。
流体のような性質をエージェントのサブセットに割り当てることで、Swarmは望ましい構造とコヒーレンスを維持しながら集合的に進化する。
その結果, 第一原理から導かれるマクロ構造を保持する連続系として, 大型ロボット群を扱える可能性が示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Achieving scalable coordination in large robotic swarms is often constrained by reliance on inter-agent communication, which introduces latency, bandwidth limitations, and vulnerability to failure. To address this gap, a decentralized approach for outer-loop control of large multi-agent systems based on the paradigm of how a fluid moves through a volume is proposed and evaluated. A relationship between fundamental fluidic element properties and individual robotic agent states is developed such that the corresponding swarm "flows" through a space, akin to a fluid when forced via a pressure boundary condition. By ascribing fluid-like properties to subsets of agents, the swarm evolves collectively while maintaining desirable structure and coherence without explicit communication of agent states within or outside of the swarm. The approach is evaluated using simulations involving $O(10^3)$ quadcopter agents and compared against Computational Fluid Dynamics (CFD) solutions for a converging-diverging domain. Quantitative agreement between swarm-derived and CFD fields is assessed using Root-Mean-Square Error (RMSE), yielding normalized errors of 0.15-0.9 for velocity, 0.61-0.98 for density, 0-0.937 for pressure. These results demonstrate the feasibility of treating large robotic swarms as continuum systems that retain the macroscopic structure derived from first principles, providing a basis for scalable and decentralized control.
- Abstract(参考訳): 大規模ロボット群におけるスケーラブルなコーディネーションを実現するには、レイテンシや帯域幅制限、障害に対する脆弱性といった、エージェント間通信に依存している場合が多い。
このギャップに対処するために,流体の体積移動のパラダイムに基づく大規模マルチエージェントシステムの外ループ制御のための分散的アプローチを提案し,評価した。
基礎流体要素特性と個々のロボットエージェント状態の関係は、圧力境界条件によって強制された場合の流体と同様、対応するスワムが空間を「流れる」ように発展する。
エージェントのサブセットに流体のような性質を割り当てることで、Swarmは、エージェント状態の明示的なコミュニケーションをすることなく、望ましい構造とコヒーレンスを維持しながら、集合的に進化する。
この手法は,$O(10^3)$クアッドコプターエージェントを含むシミュレーションを用いて評価し,収束拡散領域に対する計算流体力学(CFD)ソリューションと比較した。
回転平均二乗誤差 (RMSE) を用いて, 速度0.15-0.9, 密度0.61-0.98, 圧力0-0.937 の正規化誤差を求める。
これらの結果は、大規模ロボット群を第一原理から導かれるマクロ構造を保持する連続系として扱う可能性を示し、スケーラブルで分散化された制御の基礎を提供する。
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