機(jī)器人協(xié)進(jìn)化理論研究及其仿真平臺(tái)開發(fā).pdf

1、國(guó)內(nèi)的進(jìn)化機(jī)器人研究還處于起步階段，而近十年來(lái)，歐洲和日本的進(jìn)化機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)最為活躍。作為多機(jī)器人領(lǐng)域備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)，協(xié)進(jìn)化機(jī)器人在未來(lái)的多機(jī)器人系統(tǒng)中將會(huì)是主流。而隨著智能控制理論、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人在未來(lái)將會(huì)變得非常普及。機(jī)器人成為人們事業(yè)生活的好幫手將不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)。所以開展該課題的研究具有重要意義，不僅可以跟上國(guó)際步伐，同時(shí)也可以為國(guó)內(nèi)的進(jìn)化機(jī)器人研究提供資料。 先進(jìn)算

2、法對(duì)于進(jìn)化機(jī)器人的控制策略有著舉足輕重的作用。本文將基于復(fù)數(shù)編碼的遺傳算法和蟻群算法首次引入到競(jìng)爭(zhēng)性協(xié)進(jìn)化的理論研究中，提出了兩種競(jìng)爭(zhēng)性協(xié)進(jìn)化的新策略。在仿真實(shí)驗(yàn)中，采用兩個(gè)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制的移動(dòng)機(jī)器人，并將它們投入到一個(gè)陌生的環(huán)境中。其中，一個(gè)機(jī)器人扮演獵手，另一個(gè)扮演獵物，獵手對(duì)獵物進(jìn)行捕捉。實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果是得到每一代的最好獵手機(jī)器人和最好獵物機(jī)器人以及他們的適應(yīng)度曲線。在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性協(xié)進(jìn)化系統(tǒng)中，基于復(fù)數(shù)編碼的遺傳算法和蟻群算法主

3、要用于對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)化。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果證實(shí)，與基本遺傳算法相比，基于復(fù)數(shù)編碼的遺傳算法具有更強(qiáng)的進(jìn)化能力，而蟻群算法則優(yōu)于基于復(fù)數(shù)編碼的遺傳算法。 本文用一個(gè)章節(jié)詳細(xì)介紹了協(xié)進(jìn)化機(jī)器人仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)，其中涉及到軟件工程的許多知識(shí)，包括統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)(OOD)。 通過(guò)協(xié)進(jìn)化策略的研究以及軟件的編寫、調(diào)試以及仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，本文所提出的協(xié)進(jìn)化多機(jī)器人系統(tǒng)能夠有效地提高機(jī)器人的智能性、魯