Mobile agent path planning under uncertain environment using reinforcement learning and probabilistic model checking

强化学习 计算机科学 概率逻辑 概率CTL 可靠性(半导体) 马尔可夫链 增强学习 马尔可夫决策过程 运动规划 路径(计算) 人工智能 数学优化 机器学习 马尔可夫过程 算法的概率分析 数学 机器人 物理 统计 功率(物理) 程序设计语言 量子力学
作者
Xia Wang,Jun Liu,Chris Nugent,Ian Cleland,Yang Xu
出处
期刊:Knowledge Based Systems [Elsevier BV]
卷期号:264: 110355-110355 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.knosys.2023.110355
摘要

The major challenge in mobile agent path planning, within an uncertain environment, is effectively determining an optimal control model to discover the target location as quickly as possible and evaluating the control system’s reliability. To address this challenge, we introduce a learning-verification integrated mobile agent path planning method to achieve both the effectiveness and the reliability. More specifically, we first propose a modified Q-learning algorithm (a popular reinforcement learning algorithm), called QEA−learning algorithm, to find the best Q-table in the environment. We then determine the location transition probability matrix, and establish a probability model using the assumption that the agent selects a location with a higher Q-value. Secondly, the learnt behaviour of the mobile agent based on QEA−learning algorithm, is formalized as a Discrete-time Markov Chain (DTMC) model. Thirdly, the required reliability requirements of the mobile agent control system are specified using Probabilistic Computation Tree Logic (PCTL). In addition, the DTMC model and the specified properties are taken as the input of the Probabilistic Model Checker PRISM for automatic verification. This is preformed to evaluate and verify the control system’s reliability. Finally, a case study of a mobile agent walking in a grids map is used to illustrate the proposed learning algorithm. Here we have a special focus on the modelling approach demonstrating how PRISM can be used to analyse and evaluate the reliability of the mobile agent control system learnt via the proposed algorithm. The results show that the path identified using the proposed integrated method yields the largest expected reward.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
661完成签到,获得积分10
1秒前
张晓洁完成签到,获得积分10
2秒前
半岛铁盒完成签到,获得积分10
3秒前
CodeCraft应助佳节采纳,获得10
4秒前
Rocky完成签到 ,获得积分10
4秒前
Hello完成签到,获得积分10
4秒前
铭铭发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
行走的眼光很坦荡完成签到,获得积分10
8秒前
kokodayo完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
彭于晏应助球球采纳,获得10
9秒前
星闪完成签到,获得积分20
10秒前
大模型应助hyw采纳,获得10
10秒前
余渝发布了新的文献求助10
12秒前
张晓洁发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
沉静冬灵完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI6.4应助kkk采纳,获得10
14秒前
bab发布了新的文献求助10
15秒前
grx发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
蒋鹏煊完成签到,获得积分10
18秒前
曹正欣发布了新的文献求助10
19秒前
Alex完成签到,获得积分10
21秒前
luke发布了新的文献求助10
22秒前
张啊啊啊啊a完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
沉默如松发布了新的文献求助20
24秒前
25秒前
myduty完成签到 ,获得积分10
26秒前
Raymond完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
27秒前
28秒前
hyw发布了新的文献求助10
30秒前
曹正欣完成签到,获得积分10
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Developmental Peace: Theorizing China’s Approach to International Peacebuilding 1000
Traitements Prothétiques et Implantaires de l'Édenté total 2.0 1000
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6131650
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7959160
关于积分的说明 16516006
捐赠科研通 5248836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2803038
邀请新用户注册赠送积分活动 1784064
关于科研通互助平台的介绍 1655150