量子博弈的多机器人追捕合作方法

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　　摘要：本文从热点问题多人追捕问题的角度出发主要阐述了精典博弈论和量子博弈轮将会在多人追捕问题中的时机作用与效果，虽然并未深入探究其领域发展现状，但是较为侧面的剖析了目前所面临的困难及问题。
　　[关键词]量子博弈多机器人系统
　　随着人类生产和生活逐渐向智能化、自动化、无人化发展，无数的智能型机器人涌入人们日常的生产生活之中，然而如何降低人类劳动强度，增加劳动速度，维护劳动质量，却依旧可以保证日常生产效益的发展，成为了目前研究的主要方向。正是因为这一问题，多机器人联合工作技术应用应运而生，并且自诞生开始就以极高的速度发展，恒快成为了目前世界上最尖端的科学技术研究方向之一。由于机器人可以很大程度上代替人工劳动并且产生更大的效益，所以在现代科技社会几乎随处可见机器人的生硬。工厂里汽车生产自动化流水线，在医院纳米机器人、微型机器人的高尖端应用，生活上家务机器人，儿童机器人，导购机器人等等已经成为现代科学家研究功课的重点，这些机器人使人类生活变得更加快速和便捷。
　　1多机器人系统概述
　　然而随着人类的进一步深入对机器人的要求日渐提高，出现了许多显示类问题，例如机器人在需要合作任务操作时单靠一个机器人很难对指令的执行成功，因此需要将一群相对来说独立的个体机器人系统有机结合起来这就是多机器人追捕问题的基本雏形，而多机器人系统的研究也已经成为人工智能领域的重要研究分支，多机器人联合工作系统绝非单纯的系统联合对其起来，这样将会出现逻辑混乱缺乏调度等情况，进而无法突出多机器人协同工作的优势从而退化为但机器人祖业形式，因此是多机器人协调调度相互配合成为多机器人领域的急需解决的重要问题。
　　1.1系统结构
　　目前主要的机器人系统结构共分三种集中式、分散式和混合式，三种结构。集中式系统结构存在一台中控机器人也被称为中控机器人，由它来分配其他机器人的任务和指令;分散式系统中，所有机器人完全平等，每个机器人自主性共同完成同一个任务;而混合式系统兼并了上述两种系统的优点，分为两种形式：若干集中式系统组成的多机器人系统以及若干集中式系统与分散式系统混合的垛机器人系统。
　　1.2浅谈多机器人追捕类问题研究
　　多机器人追捕问题研究的难度主要体现在两个方面：
　　（1）无法预测逃亡者的移动策略。
　　（2）如何使系统调配追捕机器人都能有效的参与到追捕过程中又不出现资源浪费或资源冲突的情况，在满足这一条件的同时又能找到最有效率的最优策略。
　　因此截止到目前对于过机器人系统的研究大多都是将机器人视作理性机器人。其特点是其自身所做所有决策都是基于全局最优化考虑，没有假如任何个体因素，尽可能配合整体来执行任务。然而随着对人工智能研究的不断深入，如何使机器人更贴近人类，使无数国内外学者投入极高的研究热情。现有机器人区别于人类的最主要不同点便是在于思维方式。现有机器人无法做出独立思考，仅仅依赖固定程式进行决策的输出，并且作为智能从某种意义上来说自立性是其外在表现的主要特征之一。
　　2博弈论与量子博弈
　　2.1博弈论概述
　　博弈论作为现代数学的重要分支，它把对抗环境下可能存在的最优策略以数学模型的方式体现出来，博弈论的重点在于它量化了处于博弈双方的因所采取的策略学所获取的利益和损失并根据既定发生了的实际情况调整自身策略，使其朝最优方向改进。在博弈论中有四个必备要素，局中人、策略、支付和均衡点并且局中人必须大于二，有两个局中人的被称为双人博弈，有多个局中人的被称为多人博弈。
　　2.2两字博弈概述
　　量子博弈以量子信息理论为基础，与上述经典博弈论有着截然不同的特点。首先其初始情况可以叠加。博弈时的信息传输可以看做为一"个物理过程。在经典博弈时两个局中人各有两个不同的策略，而量子博弈中每个人所有的是由两个或以上的几台叠加而成，在撒谎方博弈时两字以一个叠加状态电子的自旋转来表示，每一种旋转姿态作为局中人的选择，当局中人做出选择后，由仲裁对两个电子进行测量，由此传达两局中人所选择策略。
　　3量子博弈与多机器人追捕合作
　　多机器人追捕问题作为多种类型机器人协作的典型问题，其研究方向主要是依据动态视觉信息处理、无线信号通讯、多种机器人分布与控制等知识领域为基础，构建机器人群体控制性网络，对多个机器人进行控制使其完成追捕一个或者多个逃亡者的任务。而博弈论则是解决多方竞争类问题的一种强大武器。我们在这里首先进行模式固定规定多机器人追捕的系统性受益规则，并加入博弈论方法，使原本处于盲目性竞争的机器人开始对自身的运作进行有意识的策略调整，进而使个人利益更加融汇到团体利益之中，最终使其追捕結果得到一定的改善，然而在一些特定情况下博弈论依旧无法改善其追捕效益，这时可以将追捕系统量子化，将其每个个体的策略扩展到相应的量子空间之中，从而使每个追捕机器人在追求自己本身既定目标的利益最大化的同事，也无意识兼顾整个团队的整体利益，最终解决在精典博弈论下，每个个体所承受的困境。
　　4结论
　　本文从热点问题多人追捕问题的角度出发主要阐述了精典博弈论和量子博弈轮将会在多人追捕问题中的时机作用与效果，虽然并未深入探究其领域发展现状，但是较为侧面的剖析了目前所面临的困难及问题。在研究多机器人协作追捕问题的两字我一～轮延伸时，本人发现大部分目前研究的多人机器人追捕系统的理性对其策略角度造成了极大影响。后受到量子博弈理论原理的启发，并经过模型试验、研究从量子博弈的角度来解决在线基础模型下理性机器人系统合作策略性问题。得出量子纠缠时博弈转型的关键因素，只有在量子纠缠度足够大时，量子博弈才得以超越经典博弈。
　　参考文献
　　[1]王月海。基于对策论的机器人部队追捕问题研究[D].哈尔滨工业大学工学博士学位论文，2004：19-40.
　　[2]苏治宝，陆际联，童亮。一种多移动机器人协作围捕策略[J].北京理工大学学报，2004，24（05）：403-406.
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