論文の概要: Hardware-Enforced Semantic Coordination for Safety-Critical Real-Time Autonomous Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.02376v1
• Date: Thu, 02 Jul 2026 16:16:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-03 19:45:08.9167
• Title: Hardware-Enforced Semantic Coordination for Safety-Critical Real-Time Autonomous Systems
• Title（参考訳）: 安全臨界リアルタイム自律システムのためのハードウェア強化セマンティックコーディネーション
• Abstract要約: ソフトウェアによる調整は、バウンダリレイテンシ、決定論的調整、強制可能な安全保証が不可欠である領域において、基本的な制限を提示します。 ハードウェアレベルで選択されたコーディネーション・セマンティクスをフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を介して直接実装するハードウェア強化セマンティクス・コーディネートアーキテクチャを提案する。 提案手法では,選択したTB-CSPN調整機構をFPGAプリミティブにマッピングし,ハードウェアネイティブなセマンティック調整層を作成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent advances in agentic AI are producing increasingly complex autonomous systems that integrate large language models, world models, optimization engines, specialized neural architectures, autonomous platforms, and human operators. While much current research focuses on improving reasoning capabilities, safety-critical real-time deployment also requires bounded and verifiable coordination among heterogeneous components operating concurrently under uncertainty. Software-mediated coordination presents fundamental limitations in domains where bounded latency, deterministic coordination, and enforceable safety guarantees are essential. Hence, we propose a hardware-enforced semantic coordination architecture in which selected coordination semantics are implemented directly at the hardware level via field-programmable gate arrays (FPGAs). The approach builds on the Topic-Based Communication Space Petri Net (TB-CSPN) framework, which separates semantic reasoning from interaction management. In this approach, selected TB-CSPN coordination mechanisms are mapped onto FPGA primitives, creating a hardware-native semantic coordination layer. Focus is not on acceleration, but on enforcing temporal synchronization, semantic gating, authorization constraints, and bounded coordination behavior directly in hardware. Semantic reasoning remains adaptive and software-driven, while embedded coordination semantics become deterministic.
• Abstract（参考訳）: エージェントAIの最近の進歩は、大規模言語モデル、世界モデル、最適化エンジン、特殊ニューラルアーキテクチャ、自律プラットフォーム、人間オペレータを統合する、ますます複雑な自律システムを生み出している。 現在の多くの研究は推論能力の改善に重点を置いているが、安全クリティカルなリアルタイムデプロイメントでは、不確実性の下で同時に動作する異種コンポーネント間のバウンダリと検証可能な調整も必要である。 ソフトウェアによる調整は、バウンダリレイテンシ、決定論的調整、強制可能な安全保証が不可欠である領域において、基本的な制限を提示します。 そこで本研究では,フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を介して,ハードウェアレベルで選択されたコーディネーションセマンティクスを直接実装するハードウェア強化セマンティクスコーディネートアーキテクチャを提案する。 このアプローチはトピックベースの通信空間ペトリネット(TB-CSPN)フレームワーク上に構築され、セマンティック推論とインタラクション管理を分離する。 提案手法では,選択したTB-CSPN調整機構をFPGAプリミティブにマッピングし,ハードウェアネイティブなセマンティック調整層を作成する。 アクセラレーションではなく、時間同期、セマンティックゲーティング、認可制約、ハードウェア上での有界協調動作の実施に重点を置いている。 セマンティック推論は適応的でソフトウェア駆動であり、組込みのコーディネーションセマンティクスは決定論的になる。

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