論文の概要: Reinforcement Learning for Decision-Level Interception Prioritization in Drone Swarm Defense

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00641v2
• Date: Sat, 20 Sep 2025 19:16:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 14:36:45.475422
• Title: Reinforcement Learning for Decision-Level Interception Prioritization in Drone Swarm Defense
• Title（参考訳）: ドローン群防御における決定レベルインターセプション優先化のための強化学習
• Authors: Alessandro Palmas,
• Abstract要約: 本稿では,この課題に対処する上で,強化学習の実践的メリットを示すケーススタディを提案する。 本研究では,現実的な運用制約を捉えた高忠実度シミュレーション環境を提案する。 エージェントは最適なインターセプション優先順位付けのために複数のエフェクターを調整することを学ぶ。 我々は、何百ものシミュレートされた攻撃シナリオにおいて、手作りルールベースのベースラインに対する学習ポリシーを評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 51.736723807086385
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The growing threat of low-cost kamikaze drone swarms poses a critical challenge to modern defense systems demanding rapid and strategic decision-making to prioritize interceptions across multiple effectors and high-value target zones. In this work, we present a case study demonstrating the practical advantages of reinforcement learning in addressing this challenge. We introduce a high-fidelity simulation environment that captures realistic operational constraints, within which a decision-level reinforcement learning agent learns to coordinate multiple effectors for optimal interception prioritization. Operating in a discrete action space, the agent selects which drone to engage per effector based on observed state features such as positions, classes, and effector status. We evaluate the learned policy against a handcrafted rule-based baseline across hundreds of simulated attack scenarios. The reinforcement learning based policy consistently achieves lower average damage and higher defensive efficiency in protecting critical zones. This case study highlights the potential of reinforcement learning as a strategic layer within defense architectures, enhancing resilience without displacing existing control systems. All code and simulation assets are publicly released for full reproducibility, and a video demonstration illustrates the policy's qualitative behavior.
• Abstract（参考訳）: 低コストのカメカゼドローン群による脅威の増大は、複数のエフェクターと高価値ターゲットゾーンを横断するインターセプションを迅速かつ戦略的に優先順位付けすることを要求する現代の防衛システムにとって、重要な課題となっている。 本稿では,この課題に対処する上で,強化学習の実践的メリットを示すケーススタディを提案する。 決定レベル強化学習エージェントが複数のエフェクタを最適インターセプション優先順位付けのために調整することを学習する、現実的な運用制約を捕捉する高忠実なシミュレーション環境を提案する。 エージェントは、位置、クラス、エフェクターステータスといった観察された状態の特徴に基づいて、エフェクターごとにどのドローンをエンゲージするかを選択する。 我々は、何百ものシミュレートされた攻撃シナリオにおいて、手作りルールベースのベースラインに対する学習ポリシーを評価する。 強化学習に基づく政策は、クリティカルゾーンを保護する上で、平均的ダメージの低減と防御効率の向上を一貫して達成する。 このケーススタディでは、防衛アーキテクチャにおける戦略層としての強化学習の可能性を強調し、既存の制御システムに取って代わらずにレジリエンスを高める。 すべてのコードとシミュレーション資産は、完全な再現性のために公開され、ビデオデモではポリシーの質的な振る舞いが示されている。

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