Mobile robots are ubiquitous. Such vehicles benefit from well-designed and calibrated control algorithms ensuring their task execution under precise uncertainty bounds. Yet, in tasks involving humans in the loop, such as elderly or mobility impaired, the problem takes a new dimension. In such cases, the system needs not only to compensate for uncertainty and volatility in its operation but at the same time to anticipate and offer responses that go beyond robust. Such robots operate in cluttered, complex environments, akin to human residences, and need to face during their operation sensor and, even, actuator faults, and still operate. This is where our thesis comes into the foreground. We propose a new control design framework based on the principles of antifragility. Such a design is meant to offer a high uncertainty anticipation given previous exposure to failures and faults, and exploit this anticipation capacity to provide performance beyond robust. In the current instantiation of antifragile control applied to mobile robot trajectory tracking, we provide controller design steps, the analysis of performance under parametrizable uncertainty and faults, as well as an extended comparative evaluation against state-of-the-art controllers. We believe in the potential antifragile control has in achieving closed-loop performance in the face of uncertainty and volatility by using its exposures to uncertainty to increase its capacity to anticipate and compensate for such events.


翻译:移动机器人已广泛应用。这类设备依赖精心设计并校准的控制算法,在精确的不确定性界限内确保任务执行。然而,在涉及人类参与的任务中(如老年人或行动不便者的辅助),问题维度随之升级。此时系统不仅需要补偿运行中的不确定性和波动性,更需预见并提供超越鲁棒性的响应。此类机器人需在类似人类居所的杂乱复杂环境中运行,运行过程中需应对传感器乃至执行器故障并维持运作——这正是本研究议题的核心。我们基于抗脆弱性原理提出新型控制设计框架。该设计旨在通过先前暴露于失败与故障的经历,提供高不确定性预见能力,并利用这种预知能力实现超越鲁棒性的性能表现。在将抗脆弱控制应用于移动机器人轨迹追踪的当前实例中,我们给出了控制器设计步骤、参数化不确定性与故障下的性能分析,以及针对最新控制器的扩展性对比评估。我们相信,抗脆弱控制通过将不确定性暴露转化为事件预见与补偿能力的提升,有望在不确定性与波动性环境中实现闭环性能突破。

0
下载
关闭预览

相关内容

强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
30+阅读 · 2021年7月7日
VIP会员
最新内容
CVPR 2026教程:统一多模态模型走向收敛之路
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:41
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
3+阅读 · 今天12:49
认知战:定义与能力发展
专知会员服务
4+阅读 · 今天9:25
乌军利用美国“黄蜂”无人机摧毁俄军后勤
专知会员服务
7+阅读 · 6月7日
《支持作战级人机协同智能的交互式OODA流程》
专知会员服务
15+阅读 · 6月7日
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
8+阅读 · 6月6日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员