В развитии современной робототехники можно выделить два направления, первое из которых связано с разработкой узкоспециализированных робототехнических комплексов, решающих ограниченный круг задач, а второе направление связано с разработкой многофункциональных комплексов, предназначенных для решения широкого круга задач. Очевидно, что с точки зрения гибкости и универсальности многофункциональные комплексы при существенно более высокой стоимости их создания обладают преимуществами перед узкоспециализированными.

В свою очередь, многофункциональные робототехнические комплексы могут быть физически реализованы на базе одиночной сложной робототехнической платформы или на основе группы простых роботов с небольшим набором функций. Второй путь представляется наиболее эффективным, так как он позволяет решать разнообразные задачи с наименьшими затратами. Вместе с тем, эффективное применение групп роботов невозможно без разработки специальных систем группового управления.

Проблемы группового управления роботами, требующие решения задач децентрализации системы управления, кластеризации совокупности роботов и распределения целей, являются предметом повышенного интереса зарубежных и отечественных ученых, результаты исследований которых нашли отражение в большом количестве публикаций. Этот интерес вызван перспективностью применения групп роботов в различных областях человеческой деятельности и, одновременно, сложностью решаемых задач.

Во-первых, необходимо решить задачу определения количественного и функционального состава группы, что при использовании разнородных роботов становится особенно актуальным. Во-вторых,  требуется решить задачу распределения целей и задач между роботами, с учетом характера целей, функциональных возможностей каждого робота и среды их функционирования. В-третьих, необходимо организовать взаимодействие роботов на коммуникационном уровне и согласовать их вне- и внутригрупповое поведение при достижении целей.

В четвертых, для обеспечения высокой надежности группы, требуется реализовывать децентрализованное управление, что приводит к распределенной структуре робототехнической системы.

В первой главе даются сведения о групповом управлении роботами. Приведены основные определения и рассмотрены основные стратегии группового управления. Сформулирована задача группового управления роботами с разным функциональным назначением для недетерминированной среды. Предложена структура управления роботом и показано взаимодействие его подсистем.

Во второй главе рассматриваются вопросы распределения целей в гетерогенной группе роботов. Представлен алгоритм целераспределения и синтеза структуры строя с прогностическими свойствами, учитывающий различное функциональное назначение роботов и произвольное количество целей.

В третьей главе выполнен обзор литературы с графо-аналитическими методами группового управления. Предложено несколько модификаций метода потенциальных полей, позволяющих решать задачу группового управления в сложных недетерминированных средах.

В четвертой главе рассматриваются вопросы применения нечеткой логики для планирования перемещения роботов в составе группы. Предложен алгоритм создания строя требуемой структуры с учетом функционального назначения роботов.

В пятой главе предлагаются структурно-алгоритмические решения для управления группами автономных мобильных роботов при их функционировании в средах с препятствиями или конфликтных средах. При планировании движений и управлении роботами стационарные и нестационарные препятствия трансформируются в репеллеры посредством синтезируемых управлений. Приведены примеры синтеза и результаты моделирования. Поставленные задачи решаются в рамках децентрализованных систем управления, с минимизацией обмена информацией между роботами группы. В локальные системы управления каждого робота вводятся репеллеры – отталкивающие многообразия, за счет которых происходит распределение объектов в группе. Предложены несколько алгоритмов локальных систем управления. Показано существование установившихся асимптотически устойчивых режимов в зоне действия репеллеров. Ряд алгоритмов не требует задающих воздействий и позволяет ввести коэффициенты, отражающие радиус действия роботов.