[發明專利]一種基于區塊鏈的去中心化群體機器人系統框架

有效

• 申請號: 202211242610.3
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115686778B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 王立波;范文杰;黃昱銘;宋凌;郭穗鳴;劉志全;許諾;彭泳翔
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F21/64
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬

1.一種基于區塊鏈的去中心化群體機器人系統框架，其特征在于，包括：

機器人層，包括機器人注冊管理器和機器人任務管理器；所述機器人注冊管理器用于負責完成機器人注冊流程并管理所有機器人的信息，為機器人提供查詢特定機器人信息的服務；所述機器人任務管理器用于為機器人提供任務操作相關的服務，包括發布任務、接收任務、完成任務；

機構層，包括機構注冊管理器和全局知識管理器；所述機構注冊管理器用于負責完成機構注冊流程并管理所有機構的注冊信息，為機構提供查詢其他機構信息的服務；所述全局知識管理器用于負責執行全局知識的保存與更新操作；

損失檢測機制，通過結合區塊鏈技術與心跳信息機制，使群體機器人系統中的個體判斷其他機器人是否丟失；

信譽機制，通過記錄群體機器人系統中各個體的聲譽分數，并根據個體行為對其聲譽分數進行更新；

所述損失檢測機制通過結合區塊鏈技術與心跳信息機制，使機器人層和機構層中的個體判斷其他機器人是否丟失包括：

心跳包生成：機器人首先需要選取一個隨機數并根據自身身份i、區塊鏈上最新區塊的哈希值Hv_L、以及當前時間戳Ct生成心跳包其中為機器人將通過私鑰進行簽名的結果；

心跳包發送：機器人在新區塊生成時必須發送心跳包到聯盟區塊鏈；如機器人出于某種原因未能完成發送，則心跳增大；

心跳包驗證：各機構從聯盟區塊鏈上獲取機器人R_i的公鑰用于驗證心跳包中的數據字段如果符合比例要求的機構認同心跳包有效且心跳包的簽名合法性得到驗證，則重置機器人R_i在鏈上的心跳狀態為0，否則機構應丟棄心跳包若機器人R_j需要確定機器人R_i是否丟失，R_j先發送請求到聯盟區塊鏈獲取R_i的心跳狀態當時，則認為機器人R_j仍然存活，反之則認為機器人R_j丟失；其中μ為判定機器人是否丟失的閾值；

損失補救：若檢測到任務發布者R_i在任務執行過程中丟失，將取消任務并且告知已經接收任務的所有協助者若作為任務協助者R_j在任務執行過程中丟失，將通知系統中其他處于空閑狀態且符合任務要求的機器人代替R_j，保證任務的正常執行；

所述信譽機制用于通過記錄群體機器人系統中各個體的聲譽分數，并根據個體行為對其聲譽分數進行更新包括：

機器人聲譽初始化：每個新注冊機器人的聲譽分數都初始化為設定值；

機器人聲譽更新：若機器人R_i發起非法任務攻擊或拒絕工作攻擊，則更新聲譽分數若機器人正常接收并完成任務，則更新聲譽分數其中α與β是常量，且α＞β；

當時，v作為判定機器人是否為惡意的閾值，則機器人R_i將被其他個體視為惡意的。

2.如權利要求1所述的基于區塊鏈的去中心化群體機器人系統框架，其特征在于，所述機構注冊管理器和全局知識管理器皆通過機構合約來實現。

3.如權利要求1所述的基于區塊鏈的去中心化群體機器人系統框架，其特征在于，所述機器人注冊管理器用于負責完成機器人注冊流程并管理所有機器人的信息包括：

新機器人首先需通過機器人客戶端將公鑰Pk_r、機器人類型Rt_r、機器人描述Dp_r提交給機器人注冊管理器，機器人注冊管理器會基于機器人公鑰Pk_r生成地址As_r，隨后檢查As_r是否存在，若存在，則本次注冊失敗；若不存在，則為該機器人分配身份i，即該機器人記為R_i，并將i||As_r||Pk_r||Rt_r||Dp_r保存到區塊鏈中，注冊成功。