This paper studies a team coordination problem in a graph environment. Specifically, we incorporate "support" action which an agent can take to reduce the cost for its teammate to traverse some edges that have higher costs otherwise. Due to this added feature, the graph traversal is no longer a standard multi-agent path planning problem. To solve this new problem, we propose a novel formulation by posing it as a planning problem in the joint state space: the joint state graph (JSG). Since the edges of JSG implicitly incorporate the support actions taken by the agents, we are able to now optimize the joint actions by solving a standard single-agent path planning problem in JSG. One main drawback of this approach is the curse of dimensionality in both the number of agents and the size of the graph. To improve scalability in graph size, we further propose a hierarchical decomposition method to perform path planning in two levels. We provide complexity analysis as well as a statistical analysis to demonstrate the efficiency of our algorithm.


翻译:翻译摘要:本文研究图形环境下的团队协同问题。具体来说,我们将“支持”动作纳入其中,代理可以采取该动作降低队友通过一些具有更高成本的边缘的成本。由于这个额外的特性,图形遍历不再是标准的多智能体路径规划问题。为了解决这个新问题,我们提出了一个新的公式,将其作为联合状态空间的规划问题:联合状态图(JSG)。由于JSG的边缘隐含了代理采取的支持动作,因此我们现在能够通过在JSG中求解标准的单智能体路径规划问题来优化联合操作。这种方法的一个主要缺点是智能体数量和图形尺寸的维数诅咒。为了提高图形大小的可扩展性,我们进一步提出了一种分层分解方法,以在两个层次上执行路径规划。我们提供了复杂度分析和统计分析,以证明我们算法的效率。

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