9、单操作员多机器人：紧密协调任务中的呼叫请求处理

单操作员多机器人：紧密协调任务中的呼叫请求处理

1. 引言

在机器人团队的应用中，人类干预是必要的。多机器人团队能够执行日常或危险任务，但许多应用偶尔需要人类介入，可能是出于安全考虑，或者是机器人出现故障需要操作员解决。例如搜索和救援行动、多探测器行星探索以及多车辆操作等。

以往的工作研究了集中式方法，在这种方法中，单个操作员与多个机器人进行交互，既用于监控它们的活动，也用于解决突发事件。在这种方法中，机器人被假定为自主运行，因为同时直接远程操作所有机器人是不切实际的。需要操作员协助的机器人会发起或被发出呼叫请求，这些请求会为操作员排队。操作员在机器人之间切换控制，并使用单机器人远程操作与各个机器人按一定（优先）顺序解决呼叫请求。这种方法在每个机器人的任务相互独立的情况下效果很好，因为呼叫请求的解决可以按顺序进行，与其他呼叫请求无关。

然而，这些集中式方法在协调任务中面临困难。协调任务要求机器人之间进行紧密、持续的协调，即机器人团队中的机器人高度相互依赖。首先，由于任务的协调性，机器人依赖彼此对子任务的执行；因此，一个单点故障（例如，一个卡住的机器人）很快会导致多个呼叫请求。其次，当操作员切换到控制一个机器人时，其他机器人必须等待呼叫请求的解决，因为它们自己的决策依赖于操作员干预的结果。结果，在呼叫请求解决期间，机器人会闲置等待。虽然监控和诊断技术可以帮助将呼叫请求定位到相关机器人，但最小化呼叫请求解决的持续时间仍然是一个关键挑战。

操作一个协调的机器人团队带来了新的解决方法的机会，在这种方法中，呼叫请求解决的责任被分散。与其让操作员集中采取所有行动来解决故障，原本闲置的机器人队友可以提供帮助，例如提供有用的信息或执行与解决过程相关的子任务。