論文の概要: Beyond the Control Equations: An Artifact Study of Implementation Quality in Robot Control Software

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.04799v1
• Date: Wed, 04 Feb 2026 17:45:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-05 19:45:11.663317
• Title: Beyond the Control Equations: An Artifact Study of Implementation Quality in Robot Control Software
• Title（参考訳）: 制御方程式を超えて:ロボット制御ソフトウェアにおける実装品質のアーティファクトスタディ
• Authors: Nils Chur, Thorsten Berger, Einar Broch Johnsen, Andrzej Wąsowski,
• Abstract要約: オープンソースロボットソフトウェアにおける184個の実世界コントローラの実装について検討する。 これらの実装は、しばしばアドホックな方法で離散化を処理し、リアルタイムの信頼性に関する潜在的な問題を引き起こす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.463168054114797
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A controller -- a software module managing hardware behavior -- is a key component of a typical robot system. While control theory gives safety guarantees for standard controller designs, the practical implementation of controllers in software introduces complexities that are often overlooked. Controllers are often designed in continuous space, while the software is executed in discrete space, undermining some of the theoretical guarantees. Despite extensive research on control theory and control modeling, little attention has been paid to the implementations of controllers and how their theoretical guarantees are ensured in real-world software systems. We investigate 184 real-world controller implementations in open-source robot software. We examine their application context, the implementation characteristics, and the testing methods employed to ensure correctness. We find that the implementations often handle discretization in an ad hoc manner, leading to potential issues with real-time reliability. Challenges such as timing inconsistencies, lack of proper error handling, and inadequate consideration of real-time constraints further complicate matters. Testing practices are superficial, no systematic verification of theoretical guarantees is used, leaving possible inconsistencies between expected and actual behavior. Our findings highlight the need for improved implementation guidelines and rigorous verification techniques to ensure the reliability and safety of robotic controllers in practice.
• Abstract（参考訳）: コントローラー(ハードウェアの動作を管理するソフトウェアモジュール)は、典型的なロボットシステムの主要なコンポーネントである。 制御理論は標準的なコントローラ設計の安全性を保証するが、ソフトウェアにおけるコントローラの実践的な実装は、しばしば見落とされがちな複雑さを導入している。 コントローラは連続した空間で設計されることが多いが、ソフトウェアは離散的な空間で実行され、理論的保証のいくつかを損なう。 制御理論と制御モデリングに関する広範な研究にもかかわらず、コントローラの実装とそれらの理論的保証が現実世界のソフトウェアシステムでどのように保証されるかはほとんど注目されていない。 オープンソースロボットソフトウェアにおける184個の実世界コントローラの実装について検討する。 それらのアプリケーションコンテキスト、実装特性、そして正確性を保証するために使用されるテスト方法について検討する。 これらの実装は、しばしばアドホックな方法で離散化を処理し、リアルタイムの信頼性に関する潜在的な問題を引き起こす。 タイミングの不整合、適切なエラーハンドリングの欠如、リアルタイム制約の不十分な考慮などといった課題はさらに複雑になる。 テストプラクティスは表面的であり、理論的な保証の体系的な検証は行われず、期待と実際の動作の矛盾が残る。 本研究は,ロボットコントローラの信頼性と安全性を確保するため,実装ガイドラインの改善と厳密な検証技術の必要性を強調した。

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