人机循环-人机植入自主系统的操作安全性
人机交互
2024-09-09 v1 机器人学
摘要
控制仿射假设下，人类输入被视为外部扰动，在认证安全控制器合成方法中常在因果人类行为下的实际部署时被违反。本文采用人机循环-人机植入 (HIL-HIP) 方法，确保关键安全自主系统的操作安全性：将人类 (HIP) 与真实世界控制器 (RWC) 模型化为统一系统。考虑三方互动：a) 通过 HIP 与 HIL 之间的个性化输入和生物反馈过程，b) 通过 RWC 与 HIP 之间的传感器和执行器，c) 通过 HIL 与 RWC 之间的个性化配置变更和数据反馈。我们通过生成人类行动计划下的屏障函数 (CLBF) 来扩展控制 Lyapunov 理论，将 HIL 模型为马尔可夫链（用于随机事件）与模糊推理系统（用于事件响应）的组合，RWC 视为黑盒，并将 HIL-HIP 模型与能够学习 CLBF 证书的神经网络架构集成。我们表明，针对1型糖尿病的自动胰岛素输送所合成的 HIL-HIP 控制器是唯一满足人类行动输入安全要求的控制器。
引用
@article{arxiv.2409.03780,
title = {Operational Safety in Human-in-the-loop Human-in-the-plant Autonomous Systems},
author = {Ayan Banerjee and Aranyak Maity and Imane Lamrani and Sandeep K. S. Gupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.03780},
year = {2024}
}
备注
Design Automation Conference 2024 Work in progress paper