Swarm formation morphing for congestion-aware collision avoidance

The focus of this work is to present a novel methodology for optimal distribution of a swarm formation on either side of an obstacle, when evading the obstacle, to avoid overpopulation on the sides to reduce the agents' waiting delays, resulting in a reduced overall mission time and lower energy consumption. To handle this, the problem is divided into two main parts: 1) the disturbance phase: how to morph the formation optimally to avoid the obstacle in the least possible time in the situation at hand, and 2) the convergence phase: how to optimally resume the intended formation shape once the threat of potential collision has been eliminated. For the first problem, we develop a methodology which tests different formation morphing combinations and finds the optimal one, by utilizing trajectory, velocity, and coordinate information, to bypass the obstacle. For the second problem, we utilize thin-plate splines (TPS) inspired temperature function minimization method to bring the agents back from the distorted formation into the desired formation in an optimal manner, after collision avoidance has been successfully performed. Experimental results show that, in the considered test scenario, the proposed approach results in substantial energy savings as compared with the traditional methods

Jahrbuch 2021–2022 / Sächsische Akademie der Wissenschaften zu Leipzig

Im Auftrag der Akademie herausgegeben von Wolfgang Huschner. Das Jahrbuch gibt Auskunft über die Aktivitäten der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig im Berichtszeitraum 2021/2022.:Vorwort Über die Arbeit der Akademie Das Präsidium Die Gelehrtengesellschaft Die neu zugewählten Mitglieder Die Mitglieder – Ehrenmitglieder – Mathematisch-naturwissenschaftliche Klasse – Philologisch-historische Klasse – Technikwissenschaftliche Klasse Auszeichnungen und Ehrungen von Akademiemitgliedern Nachrufe Junges Forum Die Mitglieder Zuwahl Öffentliche Gesamtsitzungen und Plenarsitzungen Von der Akademie verliehene Preise Strukturbezogene Kommissionen Afrika – Asien – Europa Ausbreitung in Natur, Technik und Gesellschaft Historische Kommission Interkulturelle Historische Grundwissenschaften (IHG) Kunstgeschichte, Literatur- und Musikwissenschaft Kunstgeschichte Mitteldeutschlands Landeskunde – AG Stadtentwicklung Sprachwissenschaft Technikbewertung und -gestaltung – AG Bioökonomie Umweltprobleme Wissenschaft und Werte Wissenschaftsgeschichte (Naturwissenschaften / Mathematik / Technik) Forschungsvorhaben und Vorhabenbezogene Kommissionen FORSCHUNGSVORHABEN IM AKADEMIENPROGRAMM In interakademischer Kooperation durchgeführte Forschungsvorhaben – Die Deutschen Inschriften des Mittelalters und der Frühen Neuzeit – Klöster im Hochmittelalter: Innovationslabore europäischer Lebensentwürfe und Ordnungsmodelle – PROPYLÄEN – Forschungsplattform zu Goethes Biographica – Strukturen und Transformationen des Wortschatzes der ägyptischen Sprache. Text- und Wissenskultur im alten Ägypten Von der Sächsischen Akademie der Wissenschaften durchgeführte Forschungsvorhaben – Althochdeutsches Wörterbuch – Etymologisches Wörterbuch des Althochdeutschen – Bibliotheca Arabica – Neue Geschichte der arabischen Literatur – Briefe und Akten zur Kirchenpolitik Friedrichs des Weisen und Johanns des Beständigen 1513 bis 1532. Reformation im Kontext frühneuzeitlicher Staatswerdung – Deutsche Wortfeldetymologie in europäischem Kontext – der Mensch in Natur und Kultur – Edition der Briefe Philipp Jakob Speners (1635–1705) vor allem aus der Berliner Zeit (1691–1705) – Edition der Briefe Robert und Clara Schumanns mit Freunden und Künstlerkollegen (»Künstlerbriefwechsel«) – Edition des Briefwechsels von Johann Christoph Gottsched – Europäische Traditionen – Enzyklopädie jüdischer Kulturen – Friedrich Heinrich Jacobi: Briefwechsel. Text – Kommentar – Wörterbuch Online – Leipziger Ausgabe der Werke von Felix Mendelssohn Bartholdy – Monumenta Germaniae Historica (Sachsenspiegel-Glossen) – Wissenschaftliche Bearbeitung der buddhistischen Höhlenmalereien in der Kuča-Region der nördlichen Seidenstraße LANDES- UND DRITTMITTELFINANZIERTE FORSCHUNGSVORHABEN – Bach-Repertorium – Schwerpunkt Carl-Philipp-Emanuel-Bach-Gesamtausgabe – Codex diplomaticus Saxoniae – Energieeffiziente Energiewandlung in der industriellen Holzbe- und -verarbeitung vom Prozess bis zum Stromnetz (EEHBV) – Landschaft als KulturErbe. Transformation einer Bergbaulandschaft in Sachsen im 20. Jahrhundert – SaxFDM-Fokusprojekt »PUDEL«: Publikationsdienst für wissenschaftliche Datenmodelle und Vokabulare – Technikfolgenabschätzung – Wismut-Erbe-Forschung Publikationen Digital Humanities Digital Humanities in den Forschungsvorhaben KompetenzwerkD – Sächsisches Forschungszentrum und Kompetenznetzwerk für Digitale Geisteswissenschaften und Kulturelles Erbe NFDI Text+: Forschungsdateninfrastruktur und lexikalische Ressourcen Internationale Tagungen | Ausgewählte öffentliche Veranstaltungen Stiftung der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig | Förderverein der Sächsischen Akademie der Wissenschaften e. V Gremien und Administration | Fakten und Zahlen – Haushalt Personenregister | Bildnachwei