論文の概要: Safety-guaranteed and Goal-oriented Semantic Sensing, Communication, and Control for Robotics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13502v1
• Date: Fri, 13 Mar 2026 18:28:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-28 17:46:17.912662
• Title: Safety-guaranteed and Goal-oriented Semantic Sensing, Communication, and Control for Robotics
• Title（参考訳）: ロボットのための安全保証・目標指向セマンティックセンシング・コミュニケーション・制御
• Authors: Wenchao Wu, Shutong Chen, Wenjie Liu, Zhibo Pang, Yansha Deng,
• Abstract要約: ワイヤレス接続されたロボットシステムは、意思決定にリモートコンピューティングリソースを活用することで、ロボットにリアルタイムインテリジェンスを付与する。 ロボットと基地局間のデータ交換は、しばしば通信リンクを圧倒し、リアルタイムのレスポンスを損なうレイテンシーを導入する。 無線接続型ロボットシステムにおける安全性保証と目標指向のセマンティックコミュニケーションを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.65521695116681
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Wirelessly-connected robotic system empowers robots with real-time intelligence by leveraging remote computing resources for decision-making. However, the data exchange between robots and base stations often overwhelms communication links, introducing latency that undermines real-time response. To tackle this, goal-oriented semantic communication (GSC) has been introduced into wirelessly-connected robotic systems to extract and transmit only goal-relevant semantic representations, enhancing communication efficiency and task effectiveness. However, existing GSC approaches focused primarily on optimizing effectiveness metrics while overlooking safety requirements, which should be treated as the top priority in real-world robotic systems. To bridge this gap, we propose safety-guaranteed and goal-oriented semantic communication for wirelessly-connected robotic system, aiming to maximize the robotic task effectiveness subject to practical operational safety requirements. We first summarize the general safety requirements and effectiveness metrics across typical robotic tasks, including robot arm grasping, unmanned aerial vehicle (UAV)-assisted tasks, and multi-robot exploration. We then systematically analyze the unique safety and effectiveness challenges faced by wirelessly-connected robotic system in sensing, communication, and control. Based on these, we further present potential safety-guaranteed and goal-oriented sensing, communication, and control solutions. Finally, a UAV target tracking case study validates that our proposed GSC solutions can significantly improve safety rate and tracking success rate by more than 2 times and 4.5 times, respectively.
• Abstract（参考訳）: ワイヤレス接続されたロボットシステムは、意思決定にリモートコンピューティングリソースを活用することで、ロボットにリアルタイムインテリジェンスを付与する。 しかし、ロボットと基地局間のデータ交換は、しばしば通信リンクを圧倒し、リアルタイム応答を損なうレイテンシーを導入する。 これを解決するために、ゴール指向セマンティックコミュニケーション(GSC)が無線接続されたロボットシステムに導入され、ゴール関連セマンティック表現のみを抽出し、伝達し、コミュニケーション効率とタスクの有効性を向上させる。 しかし、既存のGSCアプローチは、安全性要件を見越しながら有効性メトリクスの最適化に重点を置いており、これは現実世界のロボットシステムにおいて最優先事項として扱われるべきである。 このギャップを埋めるために,実用上の安全要件を満たすロボット作業の有効性を最大化することを目的とした,無線接続型ロボットシステムのための安全保証型,目標指向のセマンティックコミュニケーションを提案する。 まず、ロボットアームの把握、無人航空機(UAV)支援タスク、マルチロボット探索など、一般的なロボット作業における一般的な安全性要件と有効性メトリクスを要約する。 次に、センサ、通信、制御において無線接続されたロボットシステムによって直面する、ユニークな安全性と効果の課題を系統的に分析する。 これらのことから,安全保証型および目標指向型センシング,コミュニケーション,制御ソリューションの可能性をさらに提示する。 最後に,UAV目標追跡ケーススタディにより,提案したGACソリューションが安全性と成功率をそれぞれ2回以上,4.5回以上向上できることを確認した。

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