navigatiefuncties

Navigatiefuncties zijn wiskundige of computationele functies die beslissingen over beweging of richting sturen binnen een ruimte of netwerk met als doel een gewenste toestand te bereiken. Ze koppelen een huidige toestand aan een volgende actie, een positie of een kosten- of afstandswaarde.

In robotica en autonome systemen worden navigatiefuncties vaak opgebouwd als potentiaalvelden of waardefuncties. Een veelvoorkomend model is de potentiaalveld-benadering, waarbij een aantrekkingspotentiaal het doel dichterbij brengt en afstotingspotentialen obstakels afstoten. De gecombineerde functie fungeert als een gradient-based leidraad die de robot langs een pad naar het doel stuurt. In formeel opzicht kan een navigatiefunctie ook een cost-to-go of waardefunctie zijn die in planningstheorie de toekomstige kosten van een toestand inschat.

Naast robotica komen navigatiefuncties voor in algoritmen en AI, waar f(n) = g(n) + h(n) in A*-achtige benaderingen of in reinforcement learning wordt gebruikt als de verwachte kost of beloning. Ze helpen bij efficiënte routeplanning en real-time besluitvorming.

Eigenschappen en beperkingen: navigatiefuncties moeten rekening houden met obstakels, dynamische omgevingen en sensordata, en hebben vaak te maken met lokale minima, computationele kosten en modelafhankelijkheden. De keuze van parameterisatie en omgevingkenmerken bepaalt de robuustheid en prestaties.

Historisch gezien heeft de term navigatiefunctie een duidelijke rol gekregen in de robotica en AI, met vroege concepten in de potentiaalveldmethoden en latere ontwikkeling van bekende criteria zoals navigatiefuncties die lokale minima voorkomen. Toepassingen zijn onder meer autonome voertuigen, robotnavigatie, en game-AI.