Математическое моделирование коллективного поведения роя миниатюрных роботов

В данной работе представлена двумерная математическая модель коллективного поведения роя миниатюрных роботов. Габариты, масса и ряд необходимых характеристик были установлены согласно экспериментальным данным. Роботы представлены в виде совокупности дискретных тел, взаимодействующих друг с другом в соответствии с эффективным потенциалом, вид которого зависит от взаимодействия сенсоров и излучателей с микроконтроллером. Каждый робот является источником тепла и при этом следует в направлении градиента глобального температурного поля. Для расчета температуры используется двумерное уравнение теплопроводности. Представлены результаты численного моделирования взаимодействия от нескольких штук до 500 роботов. Разработанная программа позволяет воспроизводить различные механизмы самоорганизации и коллективного поведения, например, самосборку роя роботов, находящихся на расстоянии. Для оптимизации времени выполнения применяется программно-аппаратная архитектура параллельных вычислений Nvidia CUDA. Для визуализации полученных данных использована программа gnuplot.