論文の概要: Indicators of resilience for autonomous control systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.18264v1
• Date: Wed, 16 Sep 2026 07:41:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.698059
• Title: Indicators of resilience for autonomous control systems
• Title（参考訳）: 自律制御システムのレジリエンス指標
• Abstract要約: 非線形制御系に対するレジリエンスの一般的な指標を設計する方法を示す。 標準ロボットシステムのシミュレーションでは,これらが安定性の喪失を反映していることを示す。 以上の結果から, 閉ループ安定性に対する劣化弾性の影響は, 出現するずっと前から明らかであった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9949261242626628
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As modern societies rely more on autonomous systems to facilitate daily life, assuring their safe operation is paramount. Naturally, there are many techniques available to predict and prevent system failures. However, the safety afforded by such schemes may become misaligned with the true system, which can change in unexpected ways - from partial faults to natural wear-and-tear - that subtly degrade its stability. The implications that such subtle changes have on autonomous system stability can be observed through generic indicators of resilience derived from critical slowing down, popular for anticipating catastrophic tipping points in natural systems. Here, we show how one can systematically design these generic indicators for nonlinear control systems and show how these can reflect loss of stability though simulations of canonical robotic systems wherein their proximity to instability is manipulated directly. These results are affirmed through real-world flight experiments of a quadrotor that is nudged towards instability by progressively damaging its propeller blades. Our results show that the implications of degraded resilience on closed-loop stability are evident well before they appear, for which the indicators of resilience derived here can provide an early warning.
• Abstract（参考訳）: 現代の社会は、日常生活を促進するために自律的なシステムに依存しているため、安全運用が最重要である。 当然、システム障害を予測し、予防するテクニックはたくさんあります。 しかし、そのようなスキームによって得られる安全は、その安定性を微妙に低下させる、予期せぬ方法で変化する真のシステムと不整合する可能性がある。 このような微妙な変化が自律システムの安定性に与える影響は、自然系の破滅的な転換点を予測するためによく見られる臨界減速によるレジリエンスの一般的な指標によって観察できる。 ここでは, 非線形制御系に対して, これらの汎用指標を体系的に設計し, 不安定性を直接操作する正準ロボット系のシミュレーションでは, 安定性の損失を反映できることを示す。 これらの結果は、プロペラブレードを徐々に損傷させることで不安定化を図ったクアロータの実際の飛行実験によって確認される。 以上の結果から, 閉ループ安定度に対する劣化レジリエンスの影響は, 現れるずっと前に明らかであり, そこから得られたレジリエンスの指標が早期に警告できることがわかった。

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