蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，為了確保各種安全關(guān)鍵系統(tǒng)可以安全運(yùn)行，并根據(jù)需要工作，密歇根州立大學(xué)（Michigan State University）的研究人員開發(fā)出一種方法，可為在未知環(huán)境中運(yùn)行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有學(xué)習(xí)能力的安全控制器。

圖片來源：IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica

此項(xiàng)研究由密歇根州立大學(xué)的Bahare Kiumarsi和Zahra Marvi聯(lián)合展開，重點(diǎn)關(guān)注自動(dòng)駕駛汽車在市區(qū)的安全操作。

隨著時(shí)間的發(fā)展，科學(xué)家們已經(jīng)成功設(shè)計(jì)出基于控制屏障功能（CBF）的安全控制方法，可以在很多領(lǐng)域應(yīng)用，包括自適應(yīng)巡航控制、機(jī)器人安全控制和無碰撞多智能體系統(tǒng)。這些方法通?？山Y(jié)合CBF和Lyapunov函數(shù)來證明控制器的安全性和穩(wěn)定性。而密歇根州立大學(xué)的研究人員提出新穎的支持學(xué)習(xí)的歸零控制屏障功能（ZCBF），能夠在學(xué)習(xí)的同時(shí)安全操作，即使環(huán)境中存在未知的動(dòng)態(tài)。

隨著越來越多的安全關(guān)鍵系統(tǒng)部署在現(xiàn)實(shí)世界中，科學(xué)家們必須能夠確保這些系統(tǒng)時(shí)刻保證安全。環(huán)境中的不確定因素會(huì)影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。當(dāng)在城市環(huán)境中研究自動(dòng)駕駛汽車時(shí)，研究人員必須考慮這些不確定因素。例如，自動(dòng)駕駛汽車、半自動(dòng)駕駛汽車、人類駕駛汽車和行人會(huì)出現(xiàn)在同一區(qū)域內(nèi)。

因此，科學(xué)家們必須設(shè)計(jì)一種控制器，以確保系統(tǒng)安全運(yùn)行，盡管在同一空間中導(dǎo)航的其他車輛和人類的行為方式存在不確定性?？茖W(xué)家們需要能夠依靠系統(tǒng)的安全性，同時(shí)還要讓系統(tǒng)盡可能地運(yùn)行。密歇根州立大學(xué)研究人員的方法解決了如何為必須在不確定環(huán)境中運(yùn)行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有學(xué)習(xí)能力的安全控制器的問題。 其新穎的學(xué)習(xí)方法能夠保證自動(dòng)駕駛汽車的安全，即使在與道路上其他車輛的不確定行為一起運(yùn)行時(shí)也是如此。

現(xiàn)有的安全控制方法要求科學(xué)家對(duì)安全集有完整的了解。在環(huán)境存在不確定性的情況下，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全控制變得更具挑戰(zhàn)性。這些安全關(guān)鍵系統(tǒng)必須能夠快速了解不確定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大的安全性能。緩慢的模型學(xué)習(xí)方法可以提供所需的安全功能，但無法達(dá)到預(yù)期的性能?；谧钚』Ｕ`差的簡單模型學(xué)習(xí)方法也無法達(dá)到所需的安全要求，即使預(yù)期的估計(jì)誤差會(huì)隨著時(shí)間的推移而減少。博士候選人Zahra Marvi表示：“需要新的學(xué)習(xí)算法來盡可能避免對(duì)安全集的誤傳?！毖芯咳藛T開發(fā)的方法能夠快速了解環(huán)境中的不確定性并迅速實(shí)現(xiàn)安全性能。

助理教授Bahare Kiumarsi表示：“滿足安全約束至關(guān)重要，在控制設(shè)計(jì)階段就需要考慮到，否則會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果。通過使用密歇根州立大學(xué)研究人員設(shè)計(jì)的這種方法，系統(tǒng)中的控制器可以采取更少的保守動(dòng)作，從而獲得更好的性能，進(jìn)而提高系統(tǒng)的安全性和性能。

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