The number of multi-robot systems deployed in field applications has increased dramatically over the years. Despite the recent advancement of navigation algorithms, autonomous robots often encounter challenging situations where the control policy fails and the human assistance is required to resume robot tasks. Human-robot collaboration can help achieve high-levels of autonomy, but monitoring and managing multiple robots at once by a single human supervisor remains a challenging problem. Our goal is to help a supervisor decide which robots to assist in which order such that the team performance can be maximized. We formulate the one-to-many supervision problem in uncertain environments as a dynamic graph traversal problem. An approximation algorithm based on the profitable tour problem on a static graph is developed to solve the original problem, and the approximation error is bounded and analyzed. Our case study on a simulated autonomous farm demonstrates superior team performance than baseline methods in task completion time and human working time, and that our method can be deployed in real-time for robot fleets with moderate size.


翻译:在外地应用中部署的多机器人系统的数量近年来急剧增加。尽管导航算法最近有所进步,自主机器人经常遇到控制政策失败和需要人力援助才能恢复机器人任务等具有挑战性的情况。人类机器人合作可以帮助实现高度的自主,但由单一的人类监督员同时监测和管理多个机器人仍是一个具有挑战性的问题。我们的目标是帮助主管人决定哪些机器人可以协助实现团队业绩最大化。我们把不稳定环境中的一对多个监督问题作为动态图形穿行问题。基于静态图上有利可图的近似算法是用来解决原始问题的,近似误差是捆绑和分析的。我们关于模拟自主农场的案例研究表明,在任务完成时间和人类工作时间内,团队的业绩优于基线方法,而且我们的方法可以实时用于规模较小的机器人机队。

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