Many safety-critical control systems must operate under latent uncertainty that sensors cannot directly resolve at decision time. Such uncertainty, arising from unknown physical properties, exogenous disturbances, or unobserved environment geometry, influences dynamics, task feasibility, and safety margins. Standard methods optimize expected performance and offer limited protection against rare but severe outcomes, while robust formulations treat uncertainty conservatively without exploiting its probabilistic structure. We consider partially observed dynamical systems whose dynamics, costs, and safety constraints depend on a latent parameter maintained as a belief distribution, and propose a risk-sensitive belief-space Model Predictive Path Integral (MPPI) control framework that plans under this belief while enforcing a Conditional Value-at-Risk (CVaR) constraint on a trajectory safety margin over the receding horizon. The resulting controller optimizes a risk-regularized performance objective while explicitly constraining the tail risk of safety violations induced by latent parameter variability. We establish three properties of the resulting risk-constrained controller: (1) the CVaR constraint implies a probabilistic safety guarantee, (2) the controller recovers the risk-neutral optimum as the risk weight in the objective tends to zero, and (3) a union-bound argument extends the per-horizon guarantee to cumulative safety over repeated solves. In physics-based simulations of a vision-guided dexterous stowing task in which a grasped object must be inserted into an occupied slot with pose uncertainty exceeding prescribed lateral clearance requirements, our method achieves 82% success with zero contact violations at high risk aversion, compared to 55% and 50% for a risk-neutral configuration and a chance-constrained baseline, both of which incur nonzero exterior contact forces.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

认知优势:人工智能在国家安全决策中的核心作用
专知会员服务
14+阅读 · 2025年8月16日
航天器非脆弱控制理论及应用研究进展
专知会员服务
9+阅读 · 2025年7月8日
《旅战斗队作战中的机动近程防空运用》2025最新报告
专知会员服务
27+阅读 · 2025年5月15日
【泡泡图灵智库】Detect-SLAM:目标检测和SLAM相互收益
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月28日
导弹集群智能突防技术的新发展
无人机
17+阅读 · 2018年11月28日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31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
20+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
12+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31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
20+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员