論文の概要: Digital Guardians: The Past and The Future of Cyber-Physical Resilience
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.14360v1
- Date: Wed, 15 Apr 2026 19:23:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-17 21:29:31.576423
- Title: Digital Guardians: The Past and The Future of Cyber-Physical Resilience
- Title（参考訳）: デジタルガーディアンズ:サイバー物理学的レジリエンスの過去と未来
- Authors: Saurabh Bagchi, Hyunseung Kim, Tarek Abdelzaher, Homa Alemzadeh, Somali Chaterji, Glen Chou, Yuying Duan, Fanxin Kong, Michael Lemmon, Yin Li, Mengyu Liu, Wenhao Luo, Meiyi Ma, Sibin Mohan, Ayan Mukhopadhyay, Melkior Ornik, Dimitra Panagou, Kristin Yvonne Rozier, Ivan Ruchkin, Huajie Shao, Sze Zheng Yong, Majid Zamani, Xugui Zhou,
- Abstract要約: この調査は、CPSレジリエンスの包括的なレビューを提供する。
5つの相互接続されたテーマを通してフィールドをフレーミングする。
これらのテーマは、代表的なアプリケーションドメインを通して説明されます。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.567999097778827
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Resilience in cyber-physical systems (CPS) is the fundamental ability to maintain safety and critical functionality despite adverse "perturbations," which includes security attacks, environmental disruptions, and hardware or software failures. This survey provides a comprehensive review of CPS resilience, framing the field through five interconnected themes that are required in an integrated whole to achieve real-world resilience. The article first posits that resilience is a system-wide property emerging from interactions between hardware, software, and human users. Second, it addresses the challenges of learning-enabled CPS, which often operate in data-scarce environments characterized by imbalanced or noisy data, requiring innovative solutions like synthetic data generation and foundation model adaptation. Third, the survey examines proactive measures for resilience, which include distinctive aspects of verification, testing, and redundancy. Fourth, it explores recovery mechanisms, moving beyond traditional fault models to design "just good enough" recovery strategies that prioritize safety-critical functions during perturbations. Finally, it highlights the central role of the human, focusing on the different levels of human intervention, the necessity of trust calibration, and the requirement for explainable AI to support human-CPS teaming. These themes are illustrated through representative application domains, primarily Connected and Autonomous Transportation Systems (CATS) and Medical CPS (MCPS). By integrating the five interconnected themes, this survey provides a systematic roadmap for achieving the resilient CPS in increasingly complex and adversarial environments.
- Abstract（参考訳）: サイバー物理システム(CPS)のレジリエンス(レジリエンス)は、セキュリティ攻撃、環境破壊、ハードウェアまたはソフトウェア障害を含む悪質な「摂動」にもかかわらず、安全と重要な機能を維持する基本的な能力である。
この調査は、実世界のレジリエンスを達成するために統合全体において必要とされる5つの相互接続されたテーマを通じて、CPSレジリエンスの包括的なレビューを提供する。
この記事では、レジリエンスは、ハードウェア、ソフトウェア、ヒューマンユーザ間のインタラクションから生まれるシステム全体のプロパティである、と最初に主張する。
第二に、学習可能なCPSは、不均衡なデータやノイズの多いデータによって特徴づけられ、合成データ生成やファンデーションモデル適応といった革新的なソリューションを必要とすることが多い。
第3に、この調査では、検証、テスト、冗長性の独特な側面を含む、レジリエンスの積極的な対策について調査している。
第4に、リカバリメカニズムについて検討し、従来のフォールトモデルを超えて、摂動時に安全クリティカルな機能を優先する"十分な"リカバリ戦略を設計する。
最後に、人間の介入の異なるレベル、信頼キャリブレーションの必要性、人間-CPSチームをサポートするための説明可能なAIの必要性に焦点を当て、人間の中心的な役割を強調します。
これらのテーマは、主にコネクテッド・アンド・自律輸送システム(CATS)とメディカル・CPS(MCPS)といった代表的なアプリケーション・ドメインを通して説明される。
5つの相互接続されたテーマを統合することで、この調査は、ますます複雑で敵対的な環境において、レジリエントなCPSを達成するための体系的なロードマップを提供する。
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