論文の概要: Task-Driven Co-Design of Heterogeneous Multi-Robot Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.21894v1
- Date: Thu, 23 Apr 2026 17:44:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-24 14:40:06.797572
- Title: Task-Driven Co-Design of Heterogeneous Multi-Robot Systems
- Title（参考訳）: 不均一なマルチロボットシステムのタスク駆動協調設計
- Abstract要約: 異種多ロボットシステムのタスク駆動協調設計のための形式的および構成的枠組みを提案する。
本稿では, ロボット, フリート, プランナー, 実行者, 評価者の一般的な抽象概念を相互接続設計問題として紹介する。
この構造は、タスク固有の性能制約の下で、ロボット設計、艦隊構成、計画の効率的な共同最適化を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.278267504352446
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Designing multi-agent robotic systems requires reasoning across tightly coupled decisions spanning heterogeneous domains, including robot design, fleet composition, and planning. Much effort has been devoted to isolated improvements in these domains, whereas system-level co-design considering trade-offs and task requirements remains underexplored. In this work, we present a formal and compositional framework for the task-driven co-design of heterogeneous multi-robot systems. Building on a monotone co-design theory, we introduce general abstractions of robots, fleets, planners, executors, and evaluators as interconnected design problems with well-defined interfaces that are agnostic to both implementations and tasks. This structure enables efficient joint optimization of robot design, fleet composition, and planning under task-specific performance constraints. A series of case studies demonstrates the capabilities of the framework. Various component models can be seamlessly incorporated, including new robot types, task profiles, and probabilistic sensing objectives, while non-obvious design alternatives are systematically uncovered with optimality guarantees. The results highlight the flexibility, scalability, and interpretability of the proposed approach, and illustrate how formal co-design enables principled reasoning about complex heterogeneous multi-robot systems.
- Abstract（参考訳）: マルチエージェントロボットシステムを設計するには、ロボット設計、艦隊構成、計画を含む異種領域にまたがる厳密な結合された決定を推論する必要がある。
システムレベルの共同設計では、トレードオフやタスク要件を考慮しつつも、これらのドメインの分離された改善に多くの努力が費やされています。
本研究では,異種多ロボットシステムのタスク駆動協調設計のための形式的および構成的枠組みを提案する。
単調な共設計理論に基づいて,ロボット,フリート,プランナー,エグゼクティブ,評価器の一般的な抽象概念を,実装とタスクの両方に非依存なインターフェースを用いた相互接続設計問題として導入する。
この構造は、タスク固有の性能制約の下で、ロボット設計、艦隊構成、計画の効率的な共同最適化を可能にする。
一連のケーススタディは、フレームワークの機能を示しています。
新しいロボットタイプ、タスクプロファイル、確率論的知覚目的など、さまざまなコンポーネントモデルをシームレスに組み込むことができる。
その結果、提案手法の柔軟性、拡張性、解釈可能性を強調し、複雑な異種マルチロボットシステムについて、形式的共設計が原則的推論を可能にしていることを示す。
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