Abstract
In this paper, we propose and formulate the static and time-extended one-on-one multi-agent task allocation problem with implements and limited autonomy (MATAILA). The objective is to assign tasks to a team of agents statically or over a receding time horizon, while minimizing the overall multi-agent team's cost of performing the tasks and the penalty cost for unaccomplished tasks, all while maintaining sufficient battery level across the team. The basis of the studied problem is the (static one-on-one) axial 3-index assignment problem with the extensions on the time horizon and agents' autonomy. Time-extended MATAILA is a computationally expensive problem, that we simplify by a static MATAILA which focuses only at the tasks pending in the present period and is myopic towards the tasks appearing in the future. We compare the performance of the proposed models in scenarios where all tasks are known a priori. We analyze the performance and scalability of the two approaches experimentally in simulations and show their efficiency in dynamically changing scenarios.
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Institute of Electrical and Electronics Engineers
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En este artículo, proponemos y formulamos el problema de asignación de tareas uno a uno en sistemas multiagente, tanto en su versión estática como extendida en el tiempo, con implementos y autonomía limitada (MATAILA, por sus siglas en inglés). El objetivo es asignar tareas a un equipo de agentes, ya sea de forma estática o a lo largo de un horizonte temporal deslizante, minimizando el coste total del equipo multiagente al ejecutar las tareas y el coste de penalización por las tareas no realizadas, todo ello manteniendo un nivel de batería suficiente en todo el equipo.
La base del problema estudiado es el problema de asignación axial uno a uno de tres índices (estático), al que se le incorporan extensiones relativas al horizonte temporal y a la autonomía de los agentes. El MATAILA extendido en el tiempo es un problema computacionalmente costoso, que simplificamos mediante un MATAILA estático que se centra únicamente en las tareas pendientes en el periodo actual y adopta una visión miope respecto a las tareas que aparecerán en el futuro.
Comparamos el rendimiento de los modelos propuestos en escenarios en los que todas las tareas son conocidas a priori. Analizamos experimentalmente, mediante simulaciones, el rendimiento y la escalabilidad de ambos enfoques y demostramos su eficiencia en escenarios dinámicamente cambiantes.
Citation
Lujak, M., Gutiérrez-Cejudo, J., Salvatore, A., Giordani, S., and Fernandez, A.: Static and Time-Extended 1-on-1 Multi-Agent Task Allocation with Implements and Limited Autonomy. 2024 IEEE Int. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Kuching, Malaysia, pp. 2085-2090



