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]
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
迷人冷风完成签到,获得积分10
刚刚
joysa发布了新的文献求助10
刚刚
甜甜弘文发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
rrrrr发布了新的文献求助10
1秒前
端庄卿完成签到,获得积分10
1秒前
大个应助Hang采纳,获得10
2秒前
WW完成签到,获得积分10
2秒前
Axolotll完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
噗咔咔ya发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
活力怀绿完成签到,获得积分10
5秒前
sakiecon发布了新的文献求助10
5秒前
caiqinghua888888完成签到,获得积分10
5秒前
yxc完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
科研通AI6.3应助安诺采纳,获得10
6秒前
小波完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
周不是舟应助ZAL采纳,获得10
7秒前
王豪杰发布了新的文献求助10
7秒前
SciGPT应助impericalWcourt采纳,获得10
8秒前
8秒前
大模型应助yangsouth采纳,获得10
8秒前
王月半发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.3应助零柒采纳,获得10
9秒前
顺心的访琴完成签到 ,获得积分10
9秒前
斯文败类应助Axolotll采纳,获得10
9秒前
baining发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
Y神完成签到 ,获得积分10
10秒前
耿昭完成签到,获得积分10
11秒前
mumu完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
胡图图发布了新的文献求助10
12秒前
wwww完成签到,获得积分10
12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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
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 6040568
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7777009
关于积分的说明 16231248
捐赠科研通 5186669
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2775483
邀请新用户注册赠送积分活动 1758574
关于科研通互助平台的介绍 1642194