Field robotics missions often require physical samples to be returned to laboratories for analysis, making path planning inherently load-aware and order-dependent as accumulated samples increase payload and traversal energy costs. In single-robot Load-Aware Informative Path Planning (LIPP), this rigidly couples sensing with hauling: a solitary robot must transport every collected sample, forcing frequent depot returns that severely restrict its spatial coverage. Heterogeneous multi-robot teams can overcome this bottleneck by dividing labor---enabling high-precision samplers to collect while high-capacity carriers handle transport. However, this introduces a complex coordination challenge regarding when, where, what, and to whom handoffs should occur on top of the LIPP problem. To address this tightly coupled problem, we introduce Multi-Agent LIPP (MA-LIPP), which enables teams to cooperate through asynchronous "dead drops," allowing one robot to deposit samples for another to retrieve later without requiring synchronous rendezvous. We formulate MA-LIPP as an exact Mixed-Integer Quadratic Program (MIQP) alongside a scalable Pairwise Large-Neighborhood Search (LNS) heuristic for complex real-world applications. The heuristic matches exact optima in $95.5\%$ of certified cases and reduces weighted posterior variance by $16.1$--$19.8\%$ relative to a sequential baseline on larger instances of up to 12 robots, providing a robust framework for cooperative physical-sampling missions.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Robotaxi的商业模式前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2024年9月21日
《人工智能赋能后勤智能决策支持(A-LIDS)》洛马
专知会员服务
67+阅读 · 2023年12月25日
【泡泡图灵智库】Detect-SLAM:目标检测和SLAM相互收益
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月28日
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
MaskFusion: 多运动目标实时识别、跟踪和重建
计算机视觉life
11+阅读 · 2019年4月20日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24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
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15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
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31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
11+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31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
11+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员