Multi-agent, multi-objective path planning in complex environments
Notice bibliographique
Résumé
Path planning for autonomous missions often involves dynamic, uncertain and complex environments such as robots operating on planetary bodies, in underwater regions and in adverse weather conditions. Path planning in such conditions demands the use of control frameworks significantly different from the available methods for simple environments.\n\nIn the first part of the thesis, we consider a generalized problem of visiting a set of targets while avoiding some obstacles, but the location of targets and obstacles are a priori unknown. We present the environment as a labeled graph where the labels of states are initially unknown, and consider a motion planning objective to fulfill a combination of reach-avoid specifications given on these labels in minimum time. By describing the record of visited labels as an automaton, we translate our problem to a Canadian traveler problem on an adapted state space. We propose a strategy that exploits possible a priori knowledge about the labels and the environment and incrementally reveals the environment online. Namely, the agent plans, follows, and replans the optimal path by assigning edge weights that balance exploration and exploitation, given the current knowledge of the environment. We illustrate our strategy on the setting of an agent operating in a gridwold environment.\n\nIn the second part, we consider the problem of visiting a set of targets in minimum time by a single agent or a team of non-communicating agents in a complex environment with stochastic dynamics. We model the environment by a Markov decision process. First, for the single-agent case, we reduce our problem to a Hamiltonian path problem and show that it is at least NP-hard. Using Bellman's optimality equation, we present an optimal algorithm that is exponential in the number of target states. Then, we trade-off optimality for time complexity by presenting an algorithm that is polynomial at each time step. We prove that the proposed algorithm generates optimal policies for certain classes of Markov decision processes. \n\nFor the multi-agent case, we propose a heuristic partitioning procedure of assigning targets to agents that approximately minimizes the largest expected time to visit the target states. We prove that the heuristic procedure generates optimal partitions for clustered target states. We present the performance of our algorithms on random Markov decision processes and a grid world environment inspired by autonomous underwater vehicles operating in an ocean.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».