ピック・アンド・スワップによる格子再配置におけるバッファの有用性
On the Utility of Buffers in Pick-n-Swap Based Lattice Rearrangement
ロボットアームが複数のバッファを使って格子状に並んだ物体を並べ替える問題を研究し、バッファを増やすと移動距離の削減効果が逓減することを示し、効率的なアルゴリズムを提案した。
著者: Kai Gao, Jingjin Yu
分類: cs.RO
原文アブストラクト
We investigate the utility of employing multiple buffers in solving a class of rearrangement problems with pick-n-swap manipulation primitives. In this problem, objects stored randomly in a lattice are to be sorted using a robot arm with k>=1 swap spaces or buffers, capable of holding up to k objects on its end-effector simultaneously. On the structural side, we show that the addition of each new buffer brings diminishing returns in saving the end-effector travel distance while holding the total number of pick-n-swap operations at the minimum. This is due to an interesting recursive cycle structure in random m-permutation, where the largest cycle covers over 60% of objects. On the algorithmic side, we propose fast algorithms for 1D and 2D lattice rearrangement problems that can effectively use multiple buffers to boost solution optimality. Numerical experiments demonstrate the efficiency and scalability of our methods, as well as confirm the diminishing return structure as more buffers are employed.
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