Arbitrary Pattern Formation (APF) is a fundamental coordination problem in swarm robotics. It requires a set of autonomous robots (mobile computing units) to form an arbitrary pattern (given as input) starting from any initial pattern. This problem has been extensively investigated in continuous and discrete scenarios, with this study focusing on the discrete variant. A set of robots is placed on the nodes of an infinite rectangular grid graph embedded in the euclidean plane. The movements of each robot is restricted to one of the four neighboring grid nodes from its current position. The robots are autonomous, anonymous, identical, and homogeneous, and operate Look-Compute-Move cycles. In this work, we adopt the classical $\mathcal{OBLOT}$ robot model, meaning the robots have no persistent memory or explicit communication methods, yet they possess full and unobstructed visibility. This work proposes an algorithm that solves the APF problem in a fully asynchronous scheduler assuming the initial configuration is asymmetric. The considered performance measures of the algorithm are space and number of moves required for the robots. The algorithm is asymptotically move-optimal. Here, we provide a definition of space complexity that takes the visibility issue into consideration. We observe an obvious lower bound $\mathcal{D}$ of the space complexity and show that the proposed algorithm has the space complexity $\mathcal{D}+4$. On comparing with previous related works, we show that this is the first proposed algorithm considering $\mathcal{OBLOT}$ robot model that is asymptotically move-optimal and has the least space complexity which is almost optimal.


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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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