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PRISM: Complete Online Decentralized Multi-Agent Pathfinding with Rapid Information Sharing using Motion Constraints

Created by
  • Haebom

저자

Hannah Lee, Zachary Serlin, James Motes, Brendan Long, Marco Morales, Nancy M. Amato

개요

PRISM (Pathfinding with Rapid Information Sharing using Motion Constraints)은 다중 작업 다중 에이전트 경로 찾기(MT-MAPF) 문제를 해결하기 위해 고안된 분산형 알고리즘입니다. PRISM은 많은 수의 에이전트가 여러 작업에 대한 안전하고 효율적인 경로를 동시에 계획하고 충돌을 피할 수 있도록 합니다. 정보 패킷을 사용하여 운동 제약 정보를 교환하는 빠른 통신 전략을 사용하여 직접 통신이 없는 시나리오에서도 협력적인 경로 찾기와 상황 인식을 향상시킵니다. PRISM은 가능한 경우 모든 교착 상태 시나리오를 해결하고 회피한다는 것을 증명합니다. 5가지 환경과 25가지 임의 시나리오에서 중앙 집중식 Conflict-Based Search (CBS) 및 분산형 Token Passing with Task Swaps (TPTS) 알고리즘과 비교하여 평가한 결과, PRISM은 CBS보다 3.4배 많은 에이전트를 지원하고, 좁은 통로 환경에서 TPTS보다 최대 2.5배 많은 작업을 처리하는 확장성과 해의 질을 보여주었습니다. 또한, 낮은 연결성 조건에서도 CBS와 해의 질이 동일하면서 더 빠른 계산 시간을 달성합니다. 분산형 설계는 개별 에이전트의 계산 부담을 줄여 대규모 환경에서 확장성을 확보합니다.

시사점, 한계점

시사점:
다중 작업 다중 에이전트 경로 찾기 문제에 대한 효율적이고 확장 가능한 분산형 솔루션 제공.
낮은 연결성 조건에서도 우수한 성능과 확장성을 보여줌.
중앙 집중식 알고리즘과 비교하여 계산 시간 단축 및 확장성 향상.
교착 상태 해결 및 회피 기능을 통한 안정성 확보.
한계점:
구체적인 한계점에 대한 언급이 논문에 없음. 실험 환경 및 시나리오의 제한으로 인한 일반화의 어려움 가능성.
알고리즘의 복잡성 및 구현의 어려움에 대한 논의 부족.
대규모 환경에서의 장기적인 성능 및 안정성에 대한 추가적인 연구 필요.
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