نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• هادی اردینی
• امیرمحمد بیگ زاده

پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران.

چکیده

اکتشاف و نقشه‌برداری از محیط‌های پرتوی از جمله کارهای خطرناکی هستند که به دلایل ایمنی، استفاده از ربات‌ها می‌تواند مخاطرات را کاهش دهد. با این حال، استقرار یک ربات ممکن است برای پوشش مؤثر کل منطقه کافی نباشد؛ بنابراین، تکنیک‌های بهره‌گیری از چند ربات یا ربات‌های جمعی می‌تواند نقش به سزایی در کاهش زمان و بهبود فرایند اکتشاف و نقشه‌برداری داشته باشد. هم‌چنین سامانه‌های چند رباتی قابلیت اطمینان بالایی دارند و با از کار افتادن تعدادی از ربات‌ها به دلایلی نظیر پرتوگیری، باقی ربات‌ها به ادامه مأموریت خواهند پرداخت. این مقاله به مطالعه بهره‌گیری از چندین ربات خودکار به صورت هم‌زمان برای نقشه‌برداری پرتوی و کشف چشمه‌های آلوده می‌پردازد. این بررسی رویکردهای مختلفی از جمله تأثیر تعداد و دز دریافتی ربات‌ها را مورد بررسی قرار داده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش تعداد ربات‌ها می‌تواند باعث افزایش سرعت گردد که این افزایش به صورت خطی نیست و با افزایش ربات‌ها، ازدحام زیاد شده و سرعت با نسبت کمتری افزایش می‌یابد لذا برای رسیدن به الگوی بهینه نیاز است از مدل‌های تکاملی‌تر نظیر الگوی حرکتی الهام گرفته از طبیعت بهره برد. این مقاله افق‌های ارزشمندی را در مورد هماهنگی چند ربات برای جستجو در محیط‌های پرتوزا ارائه می‌دهد که دریچه‌ای برای بهره‌گیری از هوش جمعی در کاربردهای هسته‌ای خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

• ربات جمعی
• ربات گروهی
• اکتشاف
• نقشه‌برداری پرتوی
• چشمه پرتوزا

موضوعات

• ابزارهای مرتبط با علم و فناوری هسته‌ای

عنوان مقاله [English]

A study on the use of swarm robotics for environmental monitoring, radiation mapping and the discovery of radioactive sources

نویسندگان [English]

• Hadi Ardiny
• AmirMohammad Beigzadeh

Radiation Applications Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 1339-14155, Tehran-Iran

چکیده [English]

Exploration and mapping of radiation environments are among the dangerous tasks that, for safety reasons, the use of robots can reduce the risks. However, deploying a single robot may not be enough to effectively cover the entire area. Therefore, the techniques of using multiple robots or robot swarm can play a significant role in reducing time and improving the exploration and mapping process. Also, multi-robot systems have high reliability and when a number of robots fail for reasons such as radiation, the rest of the robots will continue the mission. This article studies the use of several autonomous robots simultaneously for radiation mapping and the discovery of radioactive sources. This study has examined various approaches, including the effect of the number and absorbed dose of robots. The results show that increasing the number of robots can increase the speed of exploration but its rate is lower than to the rate of the robot number because of crowd of robots. To reach the optimal exploration, it is necessary to use more advanced models such as movement patterns inspired by nature. This paper presents valuable horizons regarding the coordination of collective robots for searching in radioactive environments, which will be a window for the use of swarm intelligence in nuclear applications.

کلیدواژه‌ها [English]

• Swarm robotics
• multi-robot
• exploration
• radiation mapping
• radioactive sources