Design and Control of Swarm Dynamics

این کتاب در مورد عناصر کلیدی مورد نیاز برای طراحی، ساخت و کنترل گروه‌های مصنوعی مؤثر متشکل از عوامل فیزیکی متحرک متعدد است. بنابراین این کتاب مبانی هر یک از آن عناصر کلیدی را در چارچوب خاص ازدحام پویا ارائه می‌کند، به طور خاص ارتباطات عمیق بین این عناصر را آشکار می‌کند و برخی از اصول طراحی کلی را برای رفتارهای ازدحامی ایجاد می‌کند. این تلاش علمی مستلزم یک رویکرد بین رشته‌ای است: الهام‌گیری بیومیمتیک از رفتارشناسی و بوم‌شناسی، مطالعه جریان اطلاعات اجتماعی، تجزیه و تحلیل شبکه سیگنال‌دهی موقت و تطبیقی ​​تعامل، ملاحظات کنترل سیستم‌های بلادرنگ شبکه‌شده، و در نهایت، عناصر تطبیقی ​​پیچیده. سیستم های دینامیکی این کتاب به لطف رویکرد چند رشته ای و تمرکز آن بر ازدحام مصنوعی عوامل فیزیکی، دیدگاه کاملاً جدیدی در درک علمی رفتارهای جمعی پویا ارائه می دهد. دو مورد از مشکلات کلیدی در درک ظهور رفتارهای هوشمند ازدحام، شناسایی قوانین تعامل اجتماعی به نام الگوریتم رفتاری و کشف چگونگی جریان اطلاعات بین عوامل ازدحام است. در حالی که بیشتر کتاب‌های مربوط به دینامیک ازدحام بر روی اولی تمرکز کرده‌اند، این کتاب بر موضوع بسیار کمتر مورد بحث جریان اطلاعات توزیع‌شده تأکید دارد، همیشه با هدف ایجاد اصول کلی طراحی.

The book is about the key elements required for designing, building and controlling effective artificial swarms comprised of multiple moving physical agents. Therefore this book presents the fundamentals of each of those key elements in the particular frame of dynamic swarming, specifically exposing the profound connections between these elements and establish some general design principles for swarming behaviors. This scientific endeavor requires an inter-disciplinary approach: biomimetic inspiration from ethology and ecology, study of social information flow, analysis of temporal and adaptive signaling network of interaction, considerations of control of networked real-time systems, and lastly, elements of complex adaptive dynamical systems. This book offers a completely new perspective on the scientific understanding of dynamic collective behaviors thanks to its multi-disciplinary approach and its focus on artificial swarm of physical agents. Two of the key problems in understanding the emergence of swarm intelligent behaviors are identifying the social interaction rules a.k.a. the behavioral algorithm and uncovering how information flows between swarming agents. While most books about swarm dynamics have been focusing on the former, this book emphasizes the much-less discussed topic of distributed information flow, always with the aim of establishing general design principles.