Informatics. Economics. Management

On the issue of analysis of constraints on parameter values in the action space of autonomous intelligent systems

V. A. Podoplelova

D. I. Kovalev

K. D. Astanakulov

https://orcid.org/0000-0002-9585-7765

DOI: https://doi.org/10.47813/2782-5280-2023-2-3-0225-0238

Keywords: autonomous intelligent system, unmanned aerial vehicle, parameter value, constraints, action space

---

Abstract

The article presents an analysis of restrictions on the values of parameters in the action space of autonomous intelligent systems. Such a class of autonomous intelligent systems as unmanned aerial vehicles is considered. It is shown that the analysis of restrictions on the values of parameters in the action space of autonomous intelligent systems is relevant for the swarm application of drones, in particular, in precision farming, for plant protection using spray drones, and also for monitoring vast areas of agricultural crops. An essential point in the analysis is that when operating in the action space of autonomous intelligent systems, input information (input parameters) is recorded, and depending on the values of these input parameters, messages appear about the inadmissibility or approach to some "boundary" value of this parameter. Thus, during the functioning of autonomous systems in real conditions, restrictions are imposed on the parameters. A method for describing restrictions on the parameters of autonomous intelligent systems is proposed and a generalization of information about restrictions is given. Introduced restrictions on the value of the parameter in the form of a penalty function. The paper proposes a procedure for obtaining information when filling in the parameter dependence matrices, as well as the parameter constraint matrices, to ensure a quick search for the values of the system input parameters. Examples of the dependence of the parameter value on other parameters for linear interpolation and quadratic interpolation are given.

---

Author Biographies

V. A. Podoplelova

Valeria Podoplelova, graduate student, Krasnoyarsk State Agrarian University, Krasnoyarsk, Russia

D. I. Kovalev

Dmitry Kovalev, graduate student, Krasnoyarsk State Agrarian University, Krasnoyarsk, Russia

K. D. Astanakulov

Komil Astanakulov, Doctor of Technical Sciences, Professor, National  Research University "Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization Engineers", Tashkent, Uzbekistan 

---

References

Мохаммад Н., Воронова Л.И., Воронов В.И. Разработка имитационной модели использования роя беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве. Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2022; 14(3): 55-61.

https://doi.org/10.36724/2409-5419-2022-14-3-55-61

Хорт Д.О., Личман Г.И., Филиппов P.A., Беленков А.И. Применение беспилотных летательных аппаратов (дронов) в точном земледелии. Фермер. Поволжье. 2016; 7: 34-37.

Смирнов И.Г., Марченко Л.А., Личман Г.И., Мочкова Т.В., Спиридонов А.Ю. Беспилотные летательные аппараты для внесения пестицидов и удобрений в системе точного земледелия. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017; 3: 10-16.

https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-3-10-16

Ковалев Д.И., Подоплелова В.А., Мансурова Т.П. GERT-анализ транспортных технологических циклов беспилотных летательных аппаратов. Информатика. Экономика. Управление - Informatics. Economics. Management. 2022; 1(1): 0110-0120. https://doi.org/10.47813/2782-5280-2022-1-1-0110-0120

Ковалев И.В., Ковалев Д.И., Подоплелова В.А., Иконникова М.Ф. Анализ средств спецификации транспортно-технологических циклов БПЛА в умном сельском хозяйстве. Системы управления и информационные технологии. 2023; 2(92): 80-85.

Ковалев И.В., Ковалев Д.И., Астанакулов К.Д., Подоплелова В.А., Иконникова М.Ф. К вопросу минимизации затрат в GERT-сетевых моделях транспортно-технологических циклов БПЛА. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2023; 11(2). https://doi.org/10.26102/2310-6018/2023.41.2.014

Kovalev I.V., Testoyedov N.A. Modern unmanned aerial technologies for the development of agribusiness and precision farming. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2020; 548: 052080. https://doi.org/10.1088/1755-1315/548/5/052080

Kovalev I.V., Karaseva M.V. On the problem of increasing the efficiency of UAVs technologies in agrarian business. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2020; 421: 072020.

https://doi.org/10.1088/1755-1315/421/7/072020

Довгаль В A. Интеграция сетей и вычислений для построения системы управления роем дронов как сетевой системы управления. Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. 2022; 1(296): 62-76. https://doi.org/10.53598/2410-3225-2022-1-296-62-76 DOI: https://doi.org/10.53598/2410-3225-2022-1-296-62-76

Карелин В.В. Штрафные функции в задаче управления процессом наблюдения. Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. 2010; 4: 109-114.

Романовский М.В. Автономные системы. Фундаментальные исследования. 2005; 4: 84-85.

Зенюткин Н., Ковалев Д., Туев Е., Туева Е. О способах формирования информационных структур для моделирования объектов, сред и процессов. Современные инновации, системы и технологии. 2021; 1(1): 10-22. https://doi.org/10.47813/2782-2818-2021-1-1-10-22

Kovalev I.V., Kovalev D.I., Voroshilova A.A., Podoplelova V.A., Borovinsky D.A. GERT analysis of UAV transport technological cycles when used in precision agriculture. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2022; 1076: 012055.

https://doi.org/10.1088/1755-1315/1076/1/012055

Ковалев Д.И., Подоплелова В.А., Черкасова Т.П. Анализ микропроцессорной производительности при роевом применении дронов-распылителей в точном земледелии. Сборник научных статей по материалам II Всероссийской (национальной) научной конференции с международным участием «Российская наука, инновации, образование» (РОСНИО-II-2023). 2023; 8: 190-197.

REFERENCES

Mohammad N., Voronova L.I., Voronov V.I. Razrabotka imitacionnoj modeli ispol'zovaniya roya bespilotnyh letatel'nyh apparatov v sel'skom hozyajstve. Naukoemkie tekhnologii v kosmicheskih issledovaniyah Zemli. 2022; 14(3): 55-61. (in Russian)

https://doi.org/10.36724/2409-5419-2022-14-3-55-61 DOI: https://doi.org/10.36724/2409-5419-2022-14-3-55-61

Hort D.O., Lichman G.I., Filippov P.A., Belenkov A.I. Primenenie bespilotnyh letatel'nyh apparatov (dronov) v tochnom zemledelii. Fermer. Povolzh'e. 2016; 7: 34-37. (in Russian)

Smirnov I.G., Marchenko L.A., Lichman G.I., Mochkova T.V., Spiridonov A.YU. Bespilotnye letatel'nye apparaty dlya vneseniya pesticidov i udobrenij v sisteme tochnogo zemledeliya. Sel'skohozyajstvennye mashiny i tekhnologii. 2017; 3: 10-16. (in Russian)

https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-3-10-16 DOI: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-3-10-16

Kovalev D.I., Podoplelova V.A., Mansurova T.P. GERT-analiz transportnyh tekhnologicheskih ciklov bespilotnyh letatel'nyh apparatov. Informatika. Ekonomika. Upravlenie - Informatics. Economics. Management. 2022; 1(1): 0110-0120. https://doi.org/10.47813/2782-5280-2022-1-1-0110-0120 (in Russian) DOI: https://doi.org/10.47813/2782-5280-2022-1-1-0110-0120

Kovalev I.V., Kovalev D.I., Podoplelova V.A., Ikonnikova M.F. Analiz sredstv specifikacii transportno-tekhnologicheskih ciklov BPLA v umnom sel'skom hozyajstve. Sistemy upravleniya i informacionnye tekhnologii. 2023; 2(92): 80-85. (in Russian)

Kovalev I.V., Kovalev D.I., Astanakulov K.D., Podoplelova V.A., Ikonnikova M.F. K voprosu minimizacii zatrat v GERT-setevyh modelyah transportno-tekhnologicheskih ciklov BPLA. Modelirovanie, optimizaciya i informacionnye tekhnologii. 2023; 11(2). https://doi.org/10.26102/2310-6018/2023.41.2.014 (in Russian)

Kovalev I.V., Testoyedov N.A. Modern unmanned aerial technologies for the development of agribusiness and precision farming. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2020; 548: 052080. https://doi.org/10.1088/1755-1315/548/5/052080 DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/548/5/052080

Kovalev I.V., Karaseva M.V. On the problem of increasing the efficiency of UAVs technologies in agrarian business. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2020; 421: 072020.

https://doi.org/10.1088/1755-1315/421/7/072020 DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/421/7/072020

Dovgal' V A. Integraciya setej i vychislenij dlya postroeniya sistemy upravleniya roem dronov kak setevoj sistemy upravleniya. Vestnik Adygejskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 4: Estestvenno-matematicheskie i tekhnicheskie nauki. 2022; 1(296): 62-76. (in Russian)

Karelin V.V. Shtrafnye funkcii v zadache upravleniya processom nablyudeniya. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Prikladnaya matematika. Informatika. Processy upravleniya. 2010; 4: 109-114. (in Russian)

Romanovskij M.V. Avtonomnye sistemy. Fundamental'nye issledovaniya. 2005; 4: 84-85. (in Russian)

Zenyutkin N., Kovalev D., Tuev E., Tueva E. O sposobah formirovaniya informacionnyh struktur dlya modelirovaniya ob"ektov, sred i processov. Sovremennye innovacii, sistemy i tekhnologii. 2021; 1(1): 10-22. https://doi.org/10.47813/2782-2818-2021-1-1-10-22 (in Russian) DOI: https://doi.org/10.47813/2782-2818-2021-1-1-10-22

Kovalev I.V., Kovalev D.I., Voroshilova A.A., Podoplelova V.A., Borovinsky D.A. GERT analysis of UAV transport technological cycles when used in precision agriculture. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2022; 1076: 012055.

https://doi.org/10.1088/1755-1315/1076/1/012055 DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1076/1/012055

Kovalev D.I., Podoplelova V.A., Cherkasova T.P. Analiz mikroprocessornoj proizvoditel'nosti pri roevom primenenii dronov-raspylitelej v tochnom zemledelii. Sbornik nauchnyh statej po materialam II Vserossijskoj (nacional'noj) nauchnoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem «Rossijskaya nauka, innovacii, obrazovanie» (ROSNIO-II-2023). 2023; 8: 190-197. (in Russian)