We consider anonymous multi-agent path finding (MAPF) where a set of robots is tasked to travel to a set of targets on a finite, connected graph. We show that MAPF can be cast as a special class of multi-marginal optimal transport (MMOT) problems with an underlying Markovian structure, under which the exponentially large MMOT collapses to a linear program (LP) polynomial in size. Focusing on the anonymous setting, we establish conditions under which the corresponding LP is feasible, totally unimodular, and consequently, yields min-cost, integral $(\{0,1\})$ transports that do not overlap in both space and time. To adapt the approach to large-scale problems, we cast the MAPF-MMOT in a probabilistic framework via Schrödinger bridges. Under standard assumptions, we show that the Schrödinger bridge formulation reduces to an entropic regularization of the corresponding MMOT that admits an iterative Sinkhorn-type solution. The Schrödinger bridge, being a probabilistic framework, provides a shadow (fractional) transport that we use as a template to solve a reduced LP and demonstrate that it results in near-optimal, integral transports at a significant reduction in complexity. Extensive experiments highlight the optimality and scalability of the proposed approaches.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

多智能体路径规划技术研究综述
专知会员服务
61+阅读 · 2024年9月4日
《无人机群优化》洛克希德马丁14页报告(2022)
专知会员服务
66+阅读 · 2022年10月20日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
并行算法演进,从MapReduce到MPI
凡人机器学习
10+阅读 · 2017年11月5日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
20+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
多智能体路径规划技术研究综述
专知会员服务
61+阅读 · 2024年9月4日
《无人机群优化》洛克希德马丁14页报告(2022)
专知会员服务
66+阅读 · 2022年10月20日
相关基金
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
20+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员