<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.18.159-165</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-417</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ROBOTIC SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Механизмы самообучения в мультиагентных робототехнических группировках на основе эволюционного леса деревьев классификации</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Self-Learning Mechanisms in the Multi-robot Systems Based on the Evolution Forests and Classification Trees</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Лохин</surname><given-names>В. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lokhin</surname><given-names>V. M.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">cpd@mirea.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Манько</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Manko</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">cpd@mirea.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Диане</surname><given-names>С. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Diane</surname><given-names>S. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">sekoudiane1990@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Панин</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Panin</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">sasha_panin@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Александрова</surname><given-names>Р. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Alexandrova</surname><given-names>R. I.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">cpd@mirea.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский технологический университет МИРЭА</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow State Technical University MIREA</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>18</volume><issue>3</issue><fpage>159</fpage><lpage>165</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/417">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/417</self-uri><abstract><p>Рассматриваются различные подходы к решению задач самообучения интеллектуальных автономных роботов с использованием методов построения деревьев и лесов классификации для поиска скрытых закономерностей при анализе массивов сенсорных данных, аккумулирующих опыт работы в условиях неопределенности. Обоснована перспективность применения метода построения лесов классификации для организации процессов самообучения в мультиагентных робототехнических системах (МАРС). Развивается новый подход к реализации самообучения в МАРС, основанный на сочетании методов построения лесов классификации и эволюционных вычислений. Показано, что метод эволюционного леса деревьев классификации может служить конструктивной базой для создания интеллектуальных автономных самообучающихся роботов, совместно функционирующих в составе мультагентной группировки и способных не только самостоятельно накапливать собственные знания, но и обмениваться ими с приобщением к собственному опыту. Приводятся результаты моделирования, подтверждающие эффективность предложенного подхода.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article investigates different approaches to the problem of autonomous robots' self-learning. The knowledge, which a priori is introduced into the on-board control system of an intelligent autonomous robot for control of its expedient behavior in certain situations, should, in general, be supplemented with the results of the self-learning based on the analysis of the accumulated experience. A variety of the autonomous robots' applications in combination with the diversity of the environmental uncertainty types makes possible several options for augmentation of knowledge. The authors employ the construction methods of the classification trees and the decision forests to find the hidden patterns in the arrays of the sensory data, which accumulate the experience, gathered by the robots operating in a complex environment. The prospects of the decision forests construction method were demonstrated for organization of the self-learning processes in the multi-robot systems (MRS). A new approach to MRS self-learning was developed based on a combination of the decision forests and evolutionary computation methods. It was proved that the method of the evolutionary decision forests can serve as a constructive basis for development of the intelligent self-learning autonomous robots operating together within a multi-robot system. The authors demonstrated that the role of the robotic agents was not confined to accumulation of their own sensory data, but that they were also capable of a knowledge exchange and its incorporation into their personal experience. The results of the model simulation are presented, confirming the effectiveness of the proposed approach.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>автономный робот</kwd><kwd>мультиагентная робототехническая группировка</kwd><kwd>интеллектуальная система управления</kwd><kwd>самообучение</kwd><kwd>деревья классификации</kwd><kwd>леса деревьев классификации</kwd><kwd>autonomous robot</kwd><kwd>multi-robot system</kwd><kwd>intelligent control system</kwd><kwd>self-learning</kwd><kwd>classification trees</kwd><kwd>evolutionary decision forests</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Крюченков Е. Н., Кучерский Р. В., Диане С. А. Мультиагентные робототехнические системы: примеры и перспективы применения // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 2. С. 22-32.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Крюченков Е. Н., Кучерский Р. В., Диане С. А. Мультиагентные робототехнические системы: примеры и перспективы применения // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 2. С. 22-32.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П. Принципы построения и проблемы разработки мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 3. С. 11-16.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П. Принципы построения и проблемы разработки мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 3. С. 11-16.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Крюченков Е. Н., Кучерский Р. В., Худак Ю. И. Модели и алгоритмы планирования действий и распределения заданий в мультиагентных робототехнических системах // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 5. C. 44-50.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Крюченков Е. Н., Кучерский Р. В., Худак Ю. И. Модели и алгоритмы планирования действий и распределения заданий в мультиагентных робототехнических системах // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 5. C. 44-50.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Диане С. А. Способы представления знаний и особенности функционирования мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 1. C. 36-39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Диане С. А. Способы представления знаний и особенности функционирования мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 1. C. 36-39.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Диане С. А.К., Трипольский П. Э., Карпов С. А. Модели и алгоритмы оценки численности состава мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление № 3, 2014.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Диане С. А.К., Трипольский П. Э., Карпов С. А. Модели и алгоритмы оценки численности состава мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление № 3, 2014.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Александрова Р. И., Диане С. А. К. Принципы построения и программно-алгоритмическое обеспечение человеко-машинного интерфейса для автономных роботов и мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. № 9. C. 606-614.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., Александрова Р. И., Диане С. А. К. Принципы построения и программно-алгоритмическое обеспечение человеко-машинного интерфейса для автономных роботов и мультиагентных робототехнических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. № 9. C. 606-614.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лохин В. М., Манько С. В., Александрова Р. И., Диане С. А. К., Панин А. С. Механизмы интеллектуальных обратных связей, обработки знаний и самообучения в системах управления автономными роботами и мультиагентными робото-техническими группировками // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. № 8. С. 545-555.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Лохин В. М., Манько С. В., Александрова Р. И., Диане С. А. К., Панин А. С. Механизмы интеллектуальных обратных связей, обработки знаний и самообучения в системах управления автономными роботами и мультиагентными робото-техническими группировками // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. № 8. С. 545-555.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lior Rokach, Oded Maimon. Data mining with decision trees: theory and applications. World Scientific Pub Co Inc., 2008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lior Rokach, Oded Maimon. Data mining with decision trees: theory and applications. World Scientific Pub Co Inc., 2008.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">XindongWu, Vipin Kumar, J. Ross Quinlan, Joydeep Ghosh, Qiang Yang, Hiroshi Motoda, Geoffrey J. McLachlan, Angus Ng, Bing Liu, Philip S. Yu, Zhi-Hua Zhou, Michael Steinbach, David J. Hand, Dan Steinberg. Top 10 algorithms in data mining // Knowl. Inf. Syst. 2008. N. 14 (1). P. 1-37.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">XindongWu, Vipin Kumar, J. Ross Quinlan, Joydeep Ghosh, Qiang Yang, Hiroshi Motoda, Geoffrey J. McLachlan, Angus Ng, Bing Liu, Philip S. Yu, Zhi-Hua Zhou, Michael Steinbach, David J. Hand, Dan Steinberg. Top 10 algorithms in data mining // Knowl. Inf. Syst. 2008. N. 14 (1). P. 1-37.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Leo Breiman. Random Forests. Machine Learning, October 2001. Vol. 45, Iss. 1. P. 5-32.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Leo Breiman. Random Forests. Machine Learning, October 2001. Vol. 45, Iss. 1. P. 5-32.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Melanie Mitchell. An Introduction to Genetic Algorithms. Cambridge MA: MIT Press, 1996.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Melanie Mitchell. An Introduction to Genetic Algorithms. Cambridge MA: MIT Press, 1996.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Blum A., Kalai A., Langford J. Beating the hold-out: bounds for K-fold and progressive cross-validation // Proc. of the 10th Annual Conference on Computational Theory. 1999. P. 203-208.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Blum A., Kalai A., Langford J. Beating the hold-out: bounds for K-fold and progressive cross-validation // Proc. of the 10th Annual Conference on Computational Theory. 1999. P. 203-208.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Stentz A. Optimal and Efficient Path Planning for Partially-Known Environments // Proc. of the International Conference on Robotics and Automation. May 1994. P. 3310-3317.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stentz A. Optimal and Efficient Path Planning for Partially-Known Environments // Proc. of the International Conference on Robotics and Automation. May 1994. P. 3310-3317.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Stentz A. The Focussed D* Algorithm for Real-Time Replanning // Proc. of the International Joint Conference on Artificial Intelligence. August 1995. P. 1652-1659.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stentz A. The Focussed D* Algorithm for Real-Time Replanning // Proc. of the International Joint Conference on Artificial Intelligence. August 1995. P. 1652-1659.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
