Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Ant Colony Algorithms andits applications to Autonomous Agents Systems
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mathematics (Dept.), Optimization and Systems Theory.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Ant Colony-algoritmer och tillämpningar i autonoma agentsystem (Swedish)
Abstract [en]

With the latest advancements in autonomous agents systems and technology, there is a growing interest in developing control algorithms and methods to coordinate large numbers of robotic entities. Following this line of work, the use of biologically inspired algorithms based on swarm emerging behaviour presents some really interesting properties for controlling multiple agents. They rely on very simple instructions and communications to develop a coordinated structure in the system.

Particularly, this master thesis focuses on the study of Ant Colony algorithms based on stigmergy interaction to coordinate agents and perform a certain task. The first part focuses on the theoretical background and algorithm convergence proof, while the second part consists of experimental simulations and results. For this, some metric parameters have been developed and found to be especially useful in the study of a simple path planning test case. The main concept developed in this work is an adaptation of Shannon Entropy that measures uniformity and order in the system and the weighted graph. This parameter has been used to study the performance and results of an autonomous agent system based on Ant Colony algorithms.

Finally, this control algorithm has been modified to develop an event-triggered control scheme. Using the properties of the weighted graph (Entropy) and the sensing of the agents, a decentralized event-triggered method has been implemented and tested, and has been found to increase efficiency in the usage of system resources.

Abstract [sv]

Med den senaste tidens utveckling inom autonoma agentsystem och teknologier, finns ett ökat intresse för utveckling av styralgoritmer och metoder för att koordinera stora mängder robotenheter. Inom detta område visar användandet av biologiskt inspirerade algoritmer, baserade på naturliga svärmbeteenden, intressanta egenskaper som kan utnyttjas i styrandet av system som innefattar ett flertal agenter. Dessa är uppbyggda av simpla instruktioner och kommunikationsmedel för att tillgodose struktur i systemet.

I synnerhet fokuserar detta masterexamensarbete på studier av Ant Colony-algoritmer, baserade på stigmergy-interaktion för att koordinera enheter och få dem att utföra specifika uppgifter. Den första delen behandlar den teoretiska bakgrunden och konvergensbevis medan den andra delen i huvudsak består av experimentella simuleringar samt resultat. Till detta ändamål har metriska parametrar utvecklats, vilka ansågs särskilt användbara när planeringen av en enkel bana studerades. Huvudkonceptet som utvecklats i detta arbete är en tillämpning av Shannon- Entropi, vilket mäter enhetlighet och ordning i ett system samt den viktade grafen. Denna parameter har använts för att studera prestandan och resultaten hos ett autonomt agentsystem baserat på Ant Colony-algoritmer.

Slutligen har denna styralgoritm modifierats för att utveckla ett händelsestyrt styrschema. Genom att använda egenskaperna hos den viktade grafen (entropi) tillsammans med sensorsystemet hos agentenheterna, så har en decentraliserad händelsestyrd metod implementerats, testats och visat sig ge ökad effektivitet gällande utnyttjandet av systemresurser.

Place, publisher, year, edition, pages
2017.
Series
TRITA-MAT-E, 2017:74
National Category
Computational Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-217391OAI: oai:DiVA.org:kth-217391DiVA: diva2:1156318
External cooperation
TU Delft, Delft Center for Systems and Control
Subject / course
Systems Engineering
Educational program
Master of Science - Aerospace Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-11-12 Created: 2017-11-12 Last updated: 2017-11-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2838 kB)15 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2838 kBChecksum SHA-512
9249f6d94bec1951022721a3de3ffa8e6d9a4dd918b300da7ccd8c6baf9edf460de7c24ec9d0f404a4a6e7a667bfca03de011ac7e6664cae3303d98813a14a6f
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Optimization and Systems Theory
Computational Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 15 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 57 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf