基于硬注意力机制下的鱼群涌现自动建模方法

来源：上海理工大学学报杂志2024年第3期北京时间：

作者：刘磊，陶宇，高岩

单位：上海理工大学 管理学院，上海 200093;上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093,上海理工大学 管理学院，上海 200093

摘要：生物集群的协同智能可用于启发人工复杂系统调控，但是现有的自动建模方法往往不符合生物集群信息的处理特点，导致单体的信息交互建模仍充满挑战。不失一般性，借助红鼻剪刀鱼的集群运动数据设计符合生物硬注意力机制的深度网络模型，该结构能强制单体考虑至多两个以内的邻居信息，并能显现出高影响力邻居经常出没的隐藏位置，说明硬注意力模型符合生物集群的信息处理机制。实验结果表明：所提硬注意力模型具有较为良好的稀疏信息解耦能力、较为鲁棒的集群运动指标以及较为优秀的集群规模泛化性能，为复杂系统的多层次行为分析提供了有力的工具支撑，该方法对集群机器人的分布式控制具有较强的启发意义。

关键词：生物集群智能;复杂系统控制;硬注意力模型;集群机器人

基金资助：国家自然科学基金资助项目（72071130）；上海市自然科学基金资助项目（22ZR1443300）