Control and coordination of robotic fish

Het verbazingwekkende dynamische gedrag van scholen vissen en andere groepen sociale dieren in de natuur zijn in de afgelopen jaren in de belangstelling komen te staan van multidisciplinair onderzoek. In dit proefschrift passen we fundamentele gereedschappen uit de regeltechniek toe op biologische systemen om de regeling en coördinatie van robot multi-agent systemen bestuderen. We maken daarbij gebruik van robotvis teams die de natuur nabootsen. Als eerste onderzoeken we de motoriek van een individuele robotvis met als doel de uitstekende motorische vaardigheden van echte vissen na te bootsen. Vervolgens ontwerpen we gedistribueerde regelingen voor formaties van zwemmende robotvissen, die sinusoïde lichaamsgolven genereren in antifase. Deze regeling is geïnspireerd door de observatie dat formaties van gesynchroniseerde vissen mogelijkerwijs met een hogere energie efficiëntie zwemmen. Als derde presenteren we een evolutionair spel model om groepen robotvissen aan te sturen, dat gebaseerd is op het gecoördineerde gedrag van vissen in scholen en andere collectieve bewegingen van sociale dieren. Daarbij bestuderen we de opkomst en evolutie van samenwerking tussen de vissen in een multi-robotvis water polo wedstrijd. Gebruik makend van deze gereedschappen en evolutionaire speltheorie, ontwikkelen we tot slot een multi-robotvis setup om een nieuw kader te construeren voor de studie van diversificatie van persoonlijkheden en de opkomst van leiderschap, die cruciaal zijn voor de voltooiing van groepstaken