通信的重要性

通信是多机器人系统的一个重要研究问题，是机器人之间信息传递的方式和相互交互的基础。由各个个体机器人组成的群体系统，通信是必不可少的，多机器人之间**必要的信息交流，来进行多机器人的同步或协调。系统的通信结构决定了机器人之间的相互作用方式。多机器人系统中机器人之间**通讯，进行环境信息的传递、了解其他机器人的意图和动机，**协商，各自选择相应的协作行为，减少彼此冲突，提高整个系统的协调协作性。多机器人协作和控制研究的基本思想就是将多机器人之间的协作看作一个群体，研究其协作机制，从而充分发挥多机器人系统各种内在的优势。为了有效地交流和协商，必须解决机器人之间信息处理与传输问题，即多机器人通信问题。群机器人要实现群体之间的协调，就必须保证群体之间交流和协商的有效性，以及信息的有效共享。有效的通信可以大大提高系统性能。由此可见，通信在群机器人系统研究中具有举足轻重的作用，是群机器人系统研究中一项重要的内容。

通信的分类

对于多机器人通信机制的研究，学者将其区分为隐式通信、显式通信,。

隐式通信：受自然界中的生物群体如蚂蚁等群体性昆虫之间依靠信息素进行交流的启发，群机器人可能采用隐式通信的方式，即机器人之间不直接进行信息交换，而是**外界环境和自身传感器来获取所需的信息并实现相互之间的协作，有时也被称作“激励”。由于采用隐式通信的群机器人中个体之间不存在数据的显式交换，故无法使用高级的协调协作策略，从而降低了完成复杂任务的能力。另外，隐式通信系统的设计和实现也有较大难度。

显式通信：显式通信是**某种通信介质，以某种共有的规则和方式在机器人之间直接进行信息的交换。虽然，显式通信较隐式通信具有较为明显的优点，但显式通信也存在以下问题：机器人之间的通信过程延长了系统对外界环境变化的反应时间；通信带宽的限制使机器人在传递交换信息时容易出现瓶颈，特别是群机器人系统规模增大时通信瓶颈更为明显等。

通信技术的现状

随着国内外对多机器人研究的深人和通信技术的发展，多机器人通信系统也得到了很大的发展。但是，多机器人通信系统的研究进展与多机器人学其他方面的研究进展还有一定的差距。怎样在不影响多机器人系统鲁棒性的情况下，实现隐式通信与显式通信有效结合；怎样在现有的技术和条件下，设计一种可以普遍适用于多机器人通信的协议和通信模块；怎样设计通信控制策略等都是现在通信技术所面临的问题。在充分利用移动机器人有限的资源(如电源等)的条件下，既保证通信质量又确保任务的顺利完成，都是未来需要加以研究的问题。至今，国内外很多文献对多机器人系统的研究内容进行了详尽的归纳、总结，深刻分析了多机器人系统的研究现状以及主要的研究内容，但是专门对多机器人通信系统的研究却较很少，这也从侧面限制了多机器人通信技术的发展。

可重构多机器人

可重构机器人是一种能根据任务需要，重新组合构型的机器人。它是在模块化机器人研究基础上发展起来的。可重构机器人就是利用一些不同尺寸和性能的可互换的连杆和关节模块像搭积木似地组合成特定构型的机器人。这种组合并不是简单的机械重构，还包括控制系统(电子硬件、控制算法、软件等)的重构。因为模块关节本身就是一种集通讯、控制、驱动、传动一体化的单元。可重构机器人的种类很多，如可重构的机械手、可重构的步行机器人、可重构的并联机器人、可重构的娱乐机器人、可自重构的机器人等。归纳起来主要有三种类型的可重构机器人，**类是需要外界参与才能进行重构的机器人，如可重构的模块化机械手系统；第二类是**独立的模块自主地进行构型的可自重构机器人，如细胞机器人系统；第三类是变形机器人，如电影里的变形金刚。

近年来，可重构机器人的研究受到广泛关注并已经成为机器人研究的一个新的发展方向。但是对于这样一个复杂的可重构多机器人系统，存在许多需要解决的技术难题，如机器人的动态可重构技术、多机器人的协调运动控制系统集成技术等等。在项目开发之前进行系统的仿真研究是必须的。复杂系统的仿真在整个课题研究中的意义是重大的，可以说是整个研究的先导。但是目前，国内外机器人重构仿真没有成型产品，只有一些不成熟的对某种产品的简单仿真或针对个别机器人或针对机器人的某一方面。尚没有通用的进行机器人运动仿真的成形工具。所以目前大多数可重构机器人只能出现在电影荧屏里以及人们的想象之中。

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