論文の概要: Formalisms for Robotic Mission Specification and Execution: A Comparative Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.15427v1
• Date: Mon, 16 Mar 2026 15:34:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-17 18:28:58.54553
• Title: Formalisms for Robotic Mission Specification and Execution: A Comparative Analysis
• Title（参考訳）: ロボットミッション仕様と実行のための形式主義:比較分析
• Authors: Gianluca Filippone, Sara Pettinari, Patrizio Pelliccione,
• Abstract要約: 単一ロボットやマルチロボットシステムにおいて、ミッションを指定するための標準的あるいは広く受け入れられている形式は存在しない。 行動木、状態機械、階層的タスクネットワーク、ビジネスプロセスモデルと表記など、さまざまな形式主義がロボティクスで採用されている。 本稿では,ロボットのミッション仕様の適合性に関して,これらの4つの形式を体系的に分析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.064309411456074
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Robots are increasingly deployed across diverse domains and designed for multi-purpose operation. As robotic systems grow in complexity and operate in dynamic environments, the need for structured, expressive, and scalable mission-specification approaches becomes critical, with mission specifications often defined in the field by domain experts rather than robotics specialists. However, there is no standard or widely accepted formalism for specifying missions in single- or multi-robot systems. A variety of formalisms, such as Behavior Trees, State Machines, Hierarchical Task Networks, and Business Process Model and Notation, have been adopted in robotics to varying degrees, each providing different levels of abstraction, expressiveness, and support for integration with human workflows and external devices. This paper presents a systematic analysis of these four formalisms with respect to their suitability for robot mission specification. Our study focuses on mission-level descriptions rather than robot software development. We analyze their underlying control structures and mission concepts, evaluate their expressiveness and limitations in modeling real-world missions, and assess the extent of available tool support. By comparing the formalisms and validating our findings with experts, we provide insights into their applicability, strengths, and shortcomings in robotic system modeling. The results aim to support practitioners and researchers in selecting appropriate modeling approaches for designing robust and adaptable robot and multi-robot missions.
• Abstract（参考訳）: ロボットは多様なドメインにまたがって展開され、多目的操作のために設計されている。 ロボットシステムが複雑性を増し、動的環境で動作するようになると、構造化され、表現され、スケーラブルなミッション仕様化アプローチの必要性が重要になる。 しかし、単一のロボットやマルチロボットシステムでミッションを指定するための標準的あるいは広く受け入れられている形式は存在しない。 振舞い木、状態機械、階層的タスクネットワーク、ビジネスプロセスモデルや表記など、さまざまな形式主義がロボット工学で採用されており、それぞれが異なるレベルの抽象化、表現性、人間のワークフローや外部デバイスとの統合のサポートを提供している。 本稿では,ロボットのミッション仕様の適合性に関して,これらの4つの形式を体系的に分析する。 本研究は,ロボットソフトウェア開発よりもミッションレベルの記述に焦点を当てる。 我々は,それらの基盤となる制御構造とミッション概念を分析し,実世界のミッションをモデル化する際の表現性と限界を評価し,利用可能なツールのサポート範囲を評価する。 フォーマリズムを比較し,研究結果を専門家と検証することにより,ロボット・システム・モデリングの応用性,強み,欠点について考察する。 本研究の目的は,ロバストで適応性の高いロボットとマルチロボットのミッションを設計するための適切なモデリング手法を選択する実践者や研究者を支援することである。

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