机器鱼群博弈与协作行为研究

群体智能与模式识别研究组之“脑”

21世纪被誉为“海洋世纪”，谁重视开发和利用海洋，谁就掌握了未来生存和可持续发展的关键。中国拥有广阔的海洋空间和丰富的海洋资源，科学勘探和利用这些资源，并维护海洋生态环境和权益，是我国可持续发展的重要保障。获取海洋信息在海洋资源勘探、环境监测以及国防军事等方面都具有重要意义。

通过机器鱼群博弈与协作行为研究，我们开发智能化的多智能体系统，这些系统在水下探测、环境监测和灾害应急等领域展现出巨大潜力。博弈研究帮助我们理解个体决策与集体行为之间的关系，优化多智能体系统在复杂水下环境中的表现；协作行为研究则提升系统的协同作业能力，大幅提高作业效率和任务成功率。创新不仅推动海洋科技的前沿发展，还为我国在海洋开发和保护方面提供了有力的技术支持，助力实现海洋资源的可持续利用。

主要特色：

  • 鱼群
  • 博弈

主要研究内容：

  • 机器鱼群博弈：旨在探索系统在水下环境中的竞争与合作机制，通过模拟鱼群在复杂水下环境中的博弈行为，深入理解个体决策与集体行为之间的关系。这一研究具有重要意义：首先，通过开发智能和高效的决策算法，优化水下系统在复杂环境中的表现，显著提升水下探测、资源勘探和环境监测等领域的系统效率和鲁棒性。其次，该研究为生态学和生物行为学提供了新的研究方法和视角，有助于更好地理解自然界中水下动物群体的行为模式和进化机制。最后，研究结果推动人机协作和智能系统的发展，通过理解和模拟水下鱼群博弈行为中的协同与竞争机制，我们可以设计出更为智能和灵活的水下机器人系统，实现人与机器之间的高效协作。
  • 机器鱼群协同行为：聚焦于系统中的合作机制和协同作业，通过模拟鱼群的协作行为，我们开发先进的任务分配和资源管理算法，提升了系统在复杂环境中的协同作业能力。此项研究在水下探测、环境监测和灾害应急等领域展现出巨大的应用潜力，显著提高了作业效率和任务成功率。这不仅可推动智能系统在实际应用中的发展，还为应对各种复杂环境挑战提供了强有力的技术支持，彰显了我们在创新技术和科学研究中始终处于前沿。

主要成果：

  • 建立集群协同的自主决策新特色：在自主决策和协作机制方面，我们引入了演化博弈理论和强化学习算法，实现了机器鱼群在高度复杂环境中的自主导航和任务分配。通过设计新颖的合作博弈模型，我们的机器鱼能够在不确定条件下进行有效的合作与竞争，成功执行资源共享、目标追踪等复杂任务。科研进展不仅推动了智能系统的理论研究，更为实际应用提供了技术支撑。
  • 实验验证与实际应用的卓越表现：我们的研究在实验验证和实际应用中取得了显著成果。通过在各种复杂场景中的测试，我们的方法展现出优越的性能和鲁棒性。尤其在模拟自然灾害和环境监测等应用中，机器鱼群展示了卓越的任务执行能力和环境适应性，证明了其在实际应用中的潜力。
  • 国家级科研项目支持的认证与成果推广：我们的研究成果获得了多项国家级科研项目的资助和支持，相关成果发表在高水平学术期刊和会议上，获得了行业认可。国家级项目的支持为我们的研究提供了坚实保障，并推动了相关技术的进一步推广与应用，为未来发展奠定了坚实基础。

    我们将继续在机器鱼群博弈与协作行为研究领域深耕，力求取得更多突破，推动智能系统的发展与应用，服务国家和社会的需求。