Роевой интеллект и эмерджентные свойства автономных необитаемых подводных аппаратов в задачах подводной логистики

Abstract

В статье рассматривается концепция применения роевого интеллекта и эмерджентных свойств распределённых систем автономных необитаемых подводных аппаратов в задачах подводной логистики. Показано, что переход от одиночных аппаратов и централизованных схем управления к децентрализованным роевым системам позволяет сформировать качественно новые свойства транспортных систем, включая повышенную энергетическую эффективность, отказоустойчивость и адаптивность к изменяющимся условиям подводной среды. На основе положений теории сложных систем и синергетики проанализированы механизмы самоорганизации и коллективного поведения АНПА, приводящие к возникновению эмерджентных эффектов на уровне транспортной системы. Предложена классификация эмерджентных эффектов, имеющих практическое значение для подводной транспортировки грузов, а также рассмотрены синергетические механизмы, обеспечивающие снижение удельных энергозатрат при коллективном движении аппаратов. Обсуждаются перспективы практического применения роевых систем АНПА в подводной логистике, включая контейнерные перевозки и транспортировку экологически чувствительных грузов, а также ограничения и направления дальнейших исследований. The paper examines the application of swarm intelligence and emergent properties of distributed autonomous underwater vehicle (AUV) systems to underwater logistics tasks. It is shown that the transition from single-vehicle and centralized control architectures to decentralized swarm-based systems enables the formation of qualitatively new transport system properties, including increased energy efficiency, fault tolerance, and adaptability to changing underwater environmental conditions. Based on concepts from complex systems theory and synergetic, the mechanisms of self-organization and collective behavior of AUV swarms leading to the emergence of system-level effects are analyzed. A classification of emergent effects that are practically significant for underwater cargo transportation is proposed, and synergistic mechanisms responsible for the reduction of specific energy consumption during collective vehicle motion are discussed. The prospects for practical implementation of swarm-based AUV systems in underwater logistics, including container transportation and the handling of environmentally sensitive cargoes, are considered, along with the limitations of the proposed approach and directions for further research.