مشكلة الاستكشاف

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

في مجال الروبوتات ، تتناول مشكلة الاستكشاف استخدام الروبوت لتعظيم المعرفة حول منطقة معينة. وتبرز هذه المشكلة في عمليات رسم الخرائط الروبوتية وعمليات البحث والإنقاذ ، حيث قد تكون البيئة خطرة أو يصعب الوصول إليها بالنسبة للبشر. [ 1 ]

ملخص

تنشأ مشكلة الاستكشاف بشكل طبيعي في الحالات التي يُستخدم فيها الروبوت لمسح منطقة خطرة أو يصعب الوصول إليها بالنسبة للبشر. ويستمد مجال الاستكشاف الروبوتي من مجالات متنوعة في جمع المعلومات ونظرية اتخاذ القرار ، وقد دُرِسَ منذ خمسينيات القرن الماضي.

أُجريت الأعمال الأولى في مجال الاستكشاف الروبوتي في سياق آلات الحالة المحدودة البسيطة المعروفة باسم "قطاع الطرق"، حيث صُممت خوارزميات لتمييز الحالات المختلفة في آلة الحالة المحدودة ورسم خرائط لها. ومنذ ذلك الحين، تحوّل التركيز الأساسي إلى مجال تطوير أنظمة الروبوتات، حيث استُخدمت الروبوتات الموجهة بخوارزميات الاستكشاف في مسح البراكين، [ 2 ] وعمليات البحث والإنقاذ، ورسم خرائط المناجم المهجورة. [ 3 ] وتشمل أحدث الأنظمة تقنيات متقدمة في التحديد النشط للموقع، والاستكشاف القائم على التحديد والتخطيط المتزامنين (SLAM)، والاستكشاف التعاوني متعدد العوامل.

اكتساب المعلومات

المفهوم الأساسي في مشكلة الاستكشاف هو مفهوم اكتساب المعلومات، أي كمية المعرفة المكتسبة أثناء توسيع آفاق المعرفة. ويُعرَّف مقياس احتمالي لاكتساب المعلومات بواسطة الإنتروبيا.

حص(x)=-∫ص(x)سجل⁡ص(x)دx.{\displaystyle H_{p}(x)=-\int p(x)\log p(x)\,dx.}

الوظيفةحص(x){\displaystyle H_{p}(x)}تكون القيمة القصوى لـ p عندما يكون التوزيع منتظمًا، وتكون القيمة الدنيا عندما يكون التوزيع نقطيًا. ومن خلال تقليل الإنتروبيا المتوقعة للاعتقاد، يتم تعظيم اكتساب المعلومات.

أناب(u)=حص(x)-هـz[حب(x′|z،u)].{\displaystyle I_{b}(u)=H_{p}(x)-E_{z}\left[H_{b}(x'|z,u)\right].}

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ثرون، س .؛ بورغارد، و .؛ فوكس، د. (2005). الروبوتات الاحتمالية . كامبريدج: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . ISBN 978-0-262-20162-9.
  2. ↑ باريس، جيه إي؛ ويترغرين، دي إس (1999). "دانتي 2: الوصف التقني، والنتائج، والدروس المستفادة". المجلة الدولية لبحوث الروبوتات . 18 (7): 621. CiteSeerX 10.1.1.41.8358 . doi : 10.1177/02783649922066475 . S2CID 9772668 .  
  3. ↑ ثرون، س.؛ هانيل، د.؛ فيرغسون، د.؛ مونتيميرلو، م.؛ تريبل، ر.؛ بورغارد، و.؛ بيكر، س.؛ أوموهوندرو، ز.؛ ثاير، س.؛ ويتاكر، و. (2003). "نظام لرسم خرائط روبوتية ثلاثية الأبعاد للمناجم المهجورة". الروبوتات والأتمتة، 2003. وقائع المؤتمر الدولي للروبوتات والأتمتة ICRA'03. المجلد 3. doi : 10.1109/ROBOT.2003.1242260 .