Предисловие. 
Коллективное поведение роботов. 
Желаемое и действительное

Настоящая работа является «расширенной» редакцией статьи [Карпов, 2011]. Автор счел излишним менять удачное, на его взгляд, название. Равно как и «перетасовывать» текст для того, чтобы получилась формально другая статья. Не будучи скованным страничными ограничениями формата публикации, сюда добавлены некоторые дополнительные материалы, иллюстрации и рассуждения.

Введение

Идея создания сложной системы, состоящей из множества сравнительно простых устройств, всегда была привлекательна. Ей отдавали дань философы и писатели-фантасты, математики и технические специалисты. Действительно, решение сложной задачи «простыми» с технической точки зрения средствами, появление «сверхорганизма» ознаменовало бы явную ступень в эволюции технических объектов.

Как водится, в следующий абзац следовало бы включить слова: " Особенно актуально… Сознанный к настоящему времени математический аппарат, методы,… Развитие микроэлектроники… Все это позволяет…" и т. п. Однако не будем спешить с выводами и посмотрим на проблематику коллективного поведения роботов более критически. Главным образом, попробуем разобраться с тем, что реально лежит в основе таких систем.

Итак, образование сложной системы, состоящей из простых составляющих (своего рода диалектический переход количества в качество, реализация синергетического подхода, появление эмерджентности — системного эффекта, — и проч., проч.), все это безусловно приводит (должно привести) к созданию систем, обладающих следующими важнейшими особенностями:

повышение надежности (утрата части членов коллектива не влияет на работоспособность всей системы в целом).

гибкость (способность системы к реконфигурации).

потенциальная возможность развития и усложнения решаемых задач путем наращивания мощности коллектива.

Современные приложения использования коллективного поведение роботов (физических, не программных) весьма многогранны:

командная работа роботов, совместно выполняющих диагностику труднодоступных объектов, мониторинг окружающей среды, коллективное решение задач роботами-спасателями, разведка и рекогносцировка (для беспилотных летательных аппаратов, роботов военного назначения),.

охранные функции, патрулирование, и т. д.

Особенно важно коллективное взаимодействие роботов тогда, когда мы имеем дело с минии микро-роботами. Будучи крайне ограниченными в своих возможностях, эти роботы способны решить поставленную задачу лишь при их массовом применении. Примером такого применения микророботов может служить так называемая «интеллектуальная (умная) пыль», когда с самолета сбрасывается «туча» микророботов, каждый из которых должен выполнять некоторые простейшие функции, например, сбора информации о покрываемой территории или поражения объектов противника.

Очевидно, что существует целый ряд специфических проблем, характерных для коллективной работы роботов. Среди них можно отметить такие, как:

Непредсказуемая динамика внешней среды вплоть до сознательного противодействия.

Неполнота и противоречивость знаний роботов (агентов) о состоянии внешней среды и о других участниках.

Многообразие вариантов путей достижения цели, структур коллектива, распределения ролей и т. д.

Распределенный и динамический характер планирования действий коллектива.

Проблемы, связанные с тем, что коллектив представляет собой совокупность физических объектов, действующих в реальной сложной среде (проблемы надежной коммуникации, распределенность коллектива в пространстве и проч.).

Прочие технические проблемы (архитектура сети, протоколы, операционные средства и т. д.).

Далее мы рассмотрим некоторые наиболее показательные примеры систем, которые либо реально работают, либо (что чаще) представляют собой впечатляющие демонстрации.