Adaptive continuous‐space informative path planning for online environmental monitoring
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Autonomous mobile robots are increasingly employed to take measurements for environmental monitoring, but planning informative, measurement‐rich paths through large three‐dimensional environments is still challenging. Designing such paths, known as the informative path planning (IPP) problem, has been shown to be NP‐hard. Existing algorithms focus on providing guarantees on suboptimal solutions, but do not scale well to large problems. In this paper, we introduce a novel IPP algorithm that uses an evolutionary strategy to optimize a parameterized path in continuous space, which is subject to various constraints regarding path budgets and motion capabilities of an autonomous mobile robot. Moreover, we introduce a replanning scheme to adapt the planned paths according to the measurements taken in situ during data collection. When compared to two state‐of‐the‐art solutions, our method provides competitive results at significantly lower computation times and memory requirements. The proposed replanning scheme enables to build models with up to 25% lower uncertainty within an initially unknown area of interest. Besides presenting theoretical results, we tailored the proposed algorithms for data collection using an autonomous surface vessel for an ecological study, during which the method was validated through three field deployments on Lake Zurich, Switzerland. Spatiotemporal variations are shown over a period of three months and in an area of 350 m × 350 m × 13 m. Whereas our theoretical solution can be applied to multiple applications, our field results specifically highlight the effectiveness of our planner for monitoring toxic microorganisms in a pre‐alpine lake, and for identifying hot‐spots within their distribution.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».