Autonomie sigură cu funcții de barieră de control: Teorie și aplicații

Titlul original:

Safe Autonomy with Control Barrier Functions: Theory and Applications

Conținutul cărții:

Această carte prezintă conceptul de Control Barrier Function (CBF), care surprinde evoluția cerințelor de siguranță în timpul execuției unui sistem și poate fi utilizat pentru a impune siguranța. Siguranța este formalizată folosind o abordare emergentă de ultimă generație bazată pe CBF-uri și sunt oferite numeroase exemple ilustrative din conducerea autonomă, controlul traficului și controlul roboților.

Siguranța este esențială pentru sistemele autonome, deoarece acestea sunt destinate să funcționeze cu supraveghere umană minimă sau inexistentă, iar o singură defecțiune ar putea avea rezultate catastrofale. Autorii discută modul în care siguranța poate fi garantată atât din punct de vedere teoretic, cât și aplicativ. Metoda prezentată este eficientă din punct de vedere computațional și poate fi ușor implementată în sistemele în timp real care necesită un control reactiv de înaltă frecvență.

În plus, abordarea CBF poate face față cu ușurință modelelor neliniare și constrângerilor complexe utilizate într-un spectru larg de aplicații, inclusiv conducerea autonomă, robotica și controlul traficului. Odată cu proliferarea sistemelor autonome, cum ar fi mașinile care se conduc singure, roboții mobili și vehiculele aeriene fără pilot, siguranța joacă un rol crucial în asigurarea adoptării lor pe scară largă.

Această carte analizează integrarea garanțiilor de siguranță în funcționarea unor astfel de sisteme, inclusiv cerințele de siguranță tipice care implică evitarea coliziunilor, limitările tehnologice ale sistemului și limitele execuțiilor în timp real. De asemenea, sunt propuse abordări adaptive pentru siguranță în cazul limitelor de execuție variabile în timp și al dinamicii bruiate.