Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Optimális kooperáló ágensek

    A tantárgy angol neve: Optimal Cooperating Agents

    Adatlap utolsó módosítása: 2010. március 17.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnök informatikus szak, MSc képzés   

    Autonóm irányító rendszerek és robotok szakirány   

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIIIM212 2 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Harmati István, Irányítástechnika és Informatika Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Dr. Harmati István egyetemi docens

    Szádeczky-Kardoss Emese egyetemi tanársegéd

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Irányításelmélet, Képfeldolgozás
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIIIMA14" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIIIMA14", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    Robotok és irányítások elmélete, Valós idejű képfeldolgozás, Lágy számítási módszerek
    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy összefoglalja a korszerű kooperáló multiágens rendszereken alapuló robotrendszerek jellemzőit, tárgyalja a konfliktussal terhelt környezetben a megvalósítandó cél által generált irányításelméleti problémákat és az optimális viselkedés megvalósításához szükséges döntéshozatal elméleti alapjait. A tantárgy ezen kívül bemutatja az ágensek hatékonyságát növelő csapatszervezés és formációban történő irányításának néhány korszerű megközelítését, valamint az ilyen rendszerek tervezésénél alkalmazható informatikai módszereket. 

    A tantárgyat sikeresen abszolváló hallgatók közre tudnak működni multiágens robotrendszerek és mobilis robotok számítógépes irányító és navigációs rendszereinek tervezésében, a működéshez szükséges algoritmusok kifejlesztésében és megvalósításában. Hosszú távon hasznosítható készségekkel rendelkeznek 1) a többszereplős környezetek konfliktuskezelésében, 2) a formációirányítás, mozgástervezés és akadályelkerülés módszereiben, 3) korszerű elméletek bevonásával analizálni és tervezni tudják autonóm robotrendszerek kooperációját, 4) ismerik a tervezést támogató korszerű eszközöket, 5) rendelkeznek a technológiai rendszerek és más határterületek szakembereivel való együttműködési képességgel komplex problémák megoldására.  

    8. A tantárgy részletes tematikája

    13 tényleges oktatási hét: 26 előadási + 13 tantermi gyakorlati óra. A gyakorlatok az elméleti előadás módszereit alkalmazási példák keretében mutatják be. Az előadások tematikája: 

    1. Nemkooperatív nulla összegű véges játékelmélet alapjai.  Matrix játékok, normál alak, biztonsági (minmax, maxmin) stratégiák, kevert stratégiák számítása, extenzív alak egyszeri döntéssel, extenzív alak többszöri döntéssel.

       

    2. N-személyes nemnulla összegű véges játékok elméleti alapjai. Bimátrix játékok, N-személyes játékok normál alakja, Nash-egyensúly, kevert Nash-egyensúly, N-személyes nemnulla összegű extenzív játékok Nash-egyensúlya(i), Stackelberg-egyensúly. Esettanulmány: forgalomirányítás.

       

    3. Statikus és dinamikus  végtelen játékok alapjai. Reakciós görbék, Nash-egyensúly létezésének és egyértelműségének feltétele.Kapcsolat az optimális irányításelmélettel. Információ struktúrák szerepe. Dinamikus programozás diszkrét és folytonos időben.  Minimum -elv és alkalmazásai a Nash-egyensúlyok meghatározására

       

    4. Multiágens robotrendszer mozgástervezése játékelméleti eszközökkel. Párhuzamos küldetések megoldása közös munkatérben, pályatervezés fix útvonalak mentén, pályatervezés független térképek alapján, korlátozás nélküli pályatervezés.

       

    5. Formáció irányítás. Mobilis robotok, földi, vizi és légi járművek formációba rendezése, konvergencia biztosítása, a formáció hiba stabilizálása, viselkedésalapú formáció primítivekkel.

       

    6. Statikus célobjektum elszigetelése anholonóm mobilis robotokkal. Referenciasebességek meghatározása, konvergencia biztosítása, ütközések elkerülése, kívánt formáció betartása,

       

    7. Mozgó objektum követése robotcsapattal. Költségfüggvények megtervezése, a játékmodell felépítése, Nash-egyensúly és Stackelberg-egyensúly megvalósítása, csapat hierarchia (vezető-követő) felállítása, robusztusság növelése mesterséges intelligencia módszerekkel.

       

    8. Optimális stratégiák a csapat-csapat elleni játékokban. Területfoglalási, feltérképezési és területbiztosítási módszerek: a probléma megfogalmazása, menekülő-üldöző játékok, Isaac-egyenlet, célpontkijelölő és optimális erőforrás megosztó algoritmusok, robotfoci stratégiák: Multiágens rendszerek tanulása, heurisztikus módszerek.

       

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tárgy előadásból és az előadás anyagát illusztráló gyakorlatokból áll.
    10. Követelmények 1 zárthelyi a szorgalmi időszakban. Az aláírás feltétele legalább elégséges zárthelyi osztályzat. Eredménye 20% arányban beszámít a vizsgajegybe.
    11. Pótlási lehetőségek

    A zárthelyi a szorgalmi időszakban vagy a pótlási héten pótolható.

    12. Konzultációs lehetőségek Zárthelyi előtti héten hallgatói igény szerint.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    [1] Elektronikus anyagok a tanszék oktatási portálján (regisztráció szükséges )

    edu.iit.bme.hu

    [2]  T. Basar, G. J. Olsder Dynamic noncooperative game theory, Academic Press, Second edition, 1995

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra15
    Felkészülés zárthelyire15
    Házi feladat elkészítése 
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
    Vizsgafelkészülés48
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Dr. Harmati István egyetemi docens

    Szádeczky-Kardoss Emese egyetemi tanársegéd

    Dr. Lantos Béla egyetemi tanár