Od nano po mega: koordinace rojů umělých objektů extrémních rozměrů

Koordinace a rekonfigurace prostorového uspořádání objektů v různých měřítcích, od miniaturních částic až po vzdálená seskupení (roje) družic, je zdrojem důležitých otázek. Je ironické, že systémy těchto velmi malých a velmi velkých rozměrů sdílejí jednu základní vlastnost: Je obtížné používat „externí“ model výpočtů, ve kterém je k dispozici výkonný centrální počítač se znalostí celého vstupu, a výstup jeho výpočtu se distribuuje zpět do systému. Místo toho je důležité studovat „interní“ výpočty, kdy jsou algoritmy i jejich provádění přítomny v distribuovaném systému samotném, a to i za cenu nižšího výpočetního výkonu. Další výzvy vyplývají z nároků na koordinaci paralelního fyzického pohybu stále větších souborů objektů globálně efektivním způsobem.

Tato přednáška popisuje různé algoritmické přístupy k problémům koordinace a rekonfigurace. Jsou založeny na práci naší skupiny a zahrnují:
(1) Algoritmické aspekty „programovatelné hmoty“, tj. algoritmické metody pro řízení struktur, které mohou programovatelným způsobem měnit své fyzikální vlastnosti (tvar, hustotu, vodivost, optické vlastnosti atd.).
(2) Metody optimalizace pro koordinované plánování pohybu v situacích, kdy je nutné reorganizovat velké roje objektů v minimálním čase.
(3) Distribuované přístupy pro koordinaci toků dat z rojů obsahujících více než 1000 satelitů.
Navzdory praktické motivaci a aplikacím bude přednáška obsahovat i nemálo teorie, částečně dle zájmu publika.