MATHEMATICAL MODEL OF A SWARM ROBOTIC SYSTEM WITH WIRELESS BI-DIRECTIONAL ENERGY TRANSFER

Abstract

Рассмотрена задача математического моделирования передачи энергии в автономной робототехнической роевой системе. Существующие математические модели не учитывают особенности беспроводной передачи энергии между агентами роя, действующими как совместно с роем, так и отдельно от него. Представлен обзор и сравнительный анализ современных исследований в данной области. Показана необходимость разработки модели исходя из энергообмена между агентами. Рассмотрена математическая модель роевой робототехнической системы, учитывающая энергетические характеристики единичного агента,группы роботов и роя в целом. Продемонстрировано успешное применение данной модели на примере гомогенных мобильных роботов МАРС в совокупности с системой беспроводной передачи энергии БСПЭ-3. In this paper the energy transfer mathematical model in terms of autonomous swarm robotic system is considered. Existing mathematical models do not account for wireless power transfer peculiarities among swarm agents, acting as together with the whole swarm, as separately from it. This paper presents review and comparative analysis of recent research in this domain. The paper shows the relevance of development of such mathematical model, that would cover energy exchange among agents. The developed mathematical model accounts for energy characteristics of an individual agent, of a robot group and of a whole swarm, as well the possibility, that the task may be executed by one or several agents. The proposed mathematical framework allows calculating time and energy, required to complete the task, particularly, the energy, transmitted between the agents with respect to the power losses of the transmission channel. The mathematical model was successfully tested within a swarm of mobile MARS robots, combined with wireless energy transfer system WETS-3.