Розподілені системи для групової робототехніки

Децентралізована координація роботизованих груп

Eskadrones проєктує програмний шар для змішаних наземних і повітряних платформ: обмін станом, журнал місій, локальне ухвалення рішень, відкладену синхронізацію та роботу групи при нестабільному зв'язку.

Ключовий об'єкт розробки — взаємодія між агентами: що кожен знає, коли передає дані, як поводиться при втраті каналу і як група зберігає керованість.

контур обміну станом зв'язок переривається
Агенти
НРК-Aстан, маршрут
БПЛА-Bогляд, події
НРК-Cлокальні рішення
стани
Польовий вузол
ВУЗОЛзбирає стани
тримає чергу подій
позначає застарілі дані
синх.
База
Журнал місіїпіслямісійний розбір
Огляд групищо відомо зараз
База не керує кожною дією напряму. Група має зберігати робочий стан локально, а журнал підтягуватися при появі каналу.
стан місіїчасткові дані
якість зв'язкунестабільна
режим керуваннялокальна автономність
Підхід від задачі до перевірюваної моделі
Перший контур облік платформ, місій і подій
Програмний шар дані, стани, черги, інтерфейси
Рівень опису архітектура, моделі, межі застосування

02 / Напрями розробки

Одна система, кілька рівнів взаємодії

Baggins симуляція

Пам'ять маршруту за межами GNSS

Модель повернення, журналу проходження і накопичення досвіду маршруту в умовах нестабільної навігації.

  • симуляція маршруту
  • метрики відхилення
  • явні припущення
Galadriel прототип

Облік групи і журнал місій

Базовий контур для станів платформ, подій, ролей доступу, історії місій і післямісійного розбору.

  • модель даних
  • інтерфейси стану
  • журнал подій
Thorondor концепт

Поширення подій ризику в групі

Високорівнева модель того, як один вузол повідомляє іншим про зміну обстановки і як група оновлює власний стан.

  • модель подій
  • стани ризику
  • правила поширення
Radagast симуляція

Мережа маячків і відкладена передача

Топологія вузлів, накопичення подій, передача при появі каналу і поведінка мережі при втраті частини точок.

  • топологія мережі
  • режими деградації
  • відкладена синхронізація
Elrond концепт

Вузол координації на базі

Локальний сервер для групи: приймає стани агентів, тримає чергу подій і синхронізує дані, коли з'являється канал.

  • черга подій
  • синхронізація станів
  • спостережуваність

03 / Інженерний журнал

Розбори й технічні гіпотези

Запис 01

Відмови централізованої координації

Розбір типових відмов: застарілий стан, втрата вузла, розрив каналу, суперечливі дані між агентами.

Запис 02

Модель переривчастого зв'язку

План симуляції: втрата повідомлень, затримка синхронізації, застарілий стан і межі локального рішення.

Запис 03

Мінімальна панель групи

Перед будь-яким керуванням потрібні реєстр платформ, журнал місій, історія подій і зрозуміла модель доступу.

04 / Методологія

Суперечності як спосіб проєктування

У груповій робототехніці майже кожне покращення породжує нову напругу: більше автономності зменшує передбачуваність, більше агентів ускладнює узгодження, стійкіший зв'язок збільшує ціну системи.

Суперечність Більше агентів підвищує живучість, але ускладнює координацію.
Архітектурна відповідь Обмін локальним станом, правила деградації і часткова автономність на рівні агентів.
Перевірка Симуляція виконання місії при різному рівні втрат і затримок у каналі.

05 / Системний шар

Програмна архітектура

Eskadrones описує групу роботів як систему станів і подій. Це дозволяє окремо перевіряти облік, синхронізацію, правила деградації, права доступу і післямісійний аналіз.

Серверний контур

Сервіси, черги подій, моделі даних, ролі доступу, журнали змін і інтерфейси для внутрішніх модулів.

Дані і телеметрія

Стани платформ, події місій, якість каналу, версії вузлів, ознаки застарілої інформації.

Симуляції

Перевірка сценаріїв зі втратою повідомлень, затримками, частковою видимістю і локальними рішеннями.

Післямісійний розбір

Відтворення ходу місії, пошук слабких місць, порівняння сценаріїв і накопичення досвіду групи.