論文の概要: Search-based Generation of Waypoints for Triggering Self-Adaptations in Maritime Autonomous Vessels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16327v1
• Date: Tue, 22 Jul 2025 08:10:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.019944
• Title: Search-based Generation of Waypoints for Triggering Self-Adaptations in Maritime Autonomous Vessels
• Title（参考訳）: 海事自律船における自己適応のトリガのための探索に基づく経路生成
• Authors: Karoline Nylænder, Aitor Arrieta, Shaukat Ali, Paolo Arcaini,
• Abstract要約: 海上自律船(AV)の自己適応により、予期せぬ状況に対処する行動に適応することができる。 AVのナビゲーションソフトウェアに焦点をあて、適応を通して操作中の動作に適応する必要がある。 本稿では,WPgenと呼ばれる多目的探索に基づく手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.052201812343405
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Self-adaptation in maritime autonomous vessels (AVs) enables them to adapt their behaviors to address unexpected situations while maintaining dependability requirements. During the design of such AVs, it is crucial to understand and identify the settings that should trigger adaptations, enabling validation of their implementation. To this end, we focus on the navigation software of AVs, which must adapt their behavior during operation through adaptations. AVs often rely on predefined waypoints to guide them along designated routes, ensuring safe navigation. We propose a multiobjective search-based approach, called WPgen, to generate minor modifications to the predefined set of waypoints, keeping them as close as possible to the original waypoints, while causing the AV to navigate inappropriately when navigating with the generated waypoints. WPgen uses NSGA-II as the multi-objective search algorithm with three seeding strategies for its initial population, resulting in three variations of WPgen. We evaluated these variations on three AVs (one overwater tanker and two underwater). We compared the three variations of WPgen with Random Search as the baseline and with each other. Experimental results showed that the effectiveness of these variations varied depending on the AV. Based on the results, we present the research and practical implications of WPgen.
• Abstract（参考訳）: 海上自律船(AV)の自己適応により、信頼性要件を維持しつつ、予期せぬ状況に対処する行動に適応することができる。 このようなAVの設計では、適応をトリガーする設定を理解し、識別し、実装の検証を可能にすることが不可欠である。 そこで本研究では,AVのナビゲーションソフトウェアに焦点をあてる。 AVは事前に定義された経路に依存して、指定された経路に沿って誘導し、安全な航路を確保する。 我々は、WPgenと呼ばれる多目的探索に基づくアプローチを提案し、事前に定義された経路点の集合に小さな修正を加え、元の経路点にできるだけ近づきながら、生成した経路点をナビゲートする際にAVを不適切にナビゲートさせる。 WPgenはNSGA-IIを3つのシード戦略を持つ多目的探索アルゴリズムとして使用し、WPgenには3つのバリエーションがある。 これらの変動を3つのAV(1つのオーバーウォータータンカーと2つの水中タンカー)で評価した。 我々はWPgenの3つのバリエーションとRandom Searchをベースラインとして比較した。 実験結果から,これらの変動の有効性はAVによって異なることが明らかとなった。 この結果をもとに,WPgenの研究と実践的意義について述べる。

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