基于IGRS协议的异构多机器人协作理论研究

异构多机器人系统可以发挥单一结构机器人在某个领域的优点而达到整体的最优配置，机器人的功能和接口协议对协作系统影响很大。IGRS协议是我国在信息设备协同领域中唯一的国际标准，为异构多机器人协作提供了有效的支持。项目拟在课题组研制的多种机器人实验平台上，从三个方面对基于IGRS协议的异构多机器人协作系统展开研究：1. 研究异构多机器人空间感知理论，利用无线超宽带UWB网络节点组实现异构多机器人的空间定位与通信一体化，在IGRS协议的基础上研究机器人的定位、通信以及空间感知模型；2. 研究异构多机器人动态分组理论，不同功能的机器人分小组协作实现配置优化，并研究机器人的IGRS协商策略和分组模型；3. 研究基于能力列表的任务委托分配方案，利用能力列表对机器人的功能进行分类和规划，提出细粒度可控的任务委托分配模型。项目的研究有利于促进IGRS与异构多机器人系统的发展，并提升我国自主知识产权的竞争力。

青年科学基金项目“基于IGRS协议的异构多机器人协作理论研究”，编号为：60903067，总经费为17万，开始于2010年1月，结束于2012年12月。研究完全按照任务书的进度，较为圆满的完成了各项任务。在论文成果方面，经过3年的研究，取得了较大的进展，已经发表了SCI/EI检索论文12篇，SCI检索1篇，EI检索11篇，还有1篇SCI待检。此外还有4篇论文录用待发表，2篇SCI刊物。其中的重要期刊包括：International Journal of Advanced Robotic Systems、 Applied Mathematics & Information Sciences、Frontiers of Computer Science in China、通信学报、机器人、智能系统学报等重要国内外刊物。成果具有较大的学术创新，首次使用IGRS协议解决异构多机器人通信接口问题，使用能力列表机制来规划异构机器人的功能。利用IGRS为基础协议，实现机器人的协商策略和动态分组策略，并提出了一种可伸缩的动态分组协作框架。创建能力列表来规划不同类别的功能，并按照能力列表进行任务分配，提高了异构机器人协作效率。其中，基于时间窗反馈机制的动态P2P信任模型、基于周期时间限制的多机器人自主委托协作模型等研究成果，三年内论文他引总数为29次。负责人于2011年入选北京市优秀人才培养项目（研究类），获得2011年北京高校青年教学基本功比赛一等奖。申请发明专利2项，分别为：一种细粒度的多机器人协作系统任务分配算法和异构多机器人系统中基于个体能力的任务分配算法。参与制定由闪联工程中心主持的IGRS国际标准1项，参与制定由美的集团主持的IGRS国内标准1项。研制而成的IGRS通信模块和家用电器协作的控制器，已经作为原型在实体机器人上应用。在禹州市科学技术局的禹州市迎宾解说机器人上使用，并成功应用在项目组成员承担的国家“863”项目“融合分布式认知的儿童玩伴机器人个性化交互技术研究”，取得了较大的经济与社会效益。在青年基金资助下，负责人于2010年7月获批副教授职称，9月被聘为硕导，于2011年9月开始招生，目前指导硕士研究生5人，初步形成了稳定的学术团队。一位同学在基金方向研究成果显著，于2011年7月获得留学基金委的全额资助，赴澳大利亚国立大学攻读博士学位。