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制御システム - 無人水中ビークルの信頼性向上の方法
.無人水中ビークル (UUV) は、不都合なミッション失敗を避け、より複雑な運転を実行するために、ますますインテリジェントになることを必要としています。ADVOCATE は、さまざまな手法をUUVに融合して、診断、修復、再計画のための人工知能を導入します。特殊すぎて再利用できない開発を避けるために、DVOCATEは、分散アーキテクチャ (CORBA規格)、および異なるモジュール間の一般的な通信プロトコルに基づいています。 オープンかつモジュール式のアーキテクチャ
ADVOCATEアーキテクチャは、CORBAバスを中心に区分されています。これは、モジュール環境、言語、場所のあらゆる適用性を保証します。 このアーキテクチャは、モジュール式で、既存のシステムに簡単に展開・適合することができます。これは4種類のモジュールからなります。 ADVOCATE モジュールビークル・パイロット・モジュール (VPM)このモジュールは、ミッション計画を管理し、ビークルのセンサーやアクチュエータと直接通信を行います。これは、他のモジュールにセンサーのデータやアクチュエータのデータを提供することができます。 特定のサブシステム上で動作する複数のVPMが、すべて同じ通信インタフェースを用いて、ADVOCATEアーキテクチャに接続できます。 インテリジェント故障修復システム(IFRS)モジュール複数の診断モジュールが、ADVOCATE アーキテクチャに接続できます。診断モジュールは、診断（サブシステムの状態の識別）を提供して、修復動作を提案するモジュールのいずれか、またはその両方を含みます。これらのモジュールは、ビークルの知識に基づく特殊部からなりますが、それらはすべて同じ通信インタフェースを持ちます。 診断モジュール (DM)複数の診断モジュールが、ADVOCATE アーキテクチャに接続できます。診断モジュールは、診断（サブシステムの状態の識別）を提供して、修復動作を提案するモジュールのいずれか、またはその両方を含みます。これらのモジュールは、ビークルの知識に基づく特殊部からなりますが、それらはすべて同じ通信インタフェースを持ちます。 マン・マシン・インタフェース (MMI)このモジュールは、一般的な ADVOCATE オペレータ・インtフェースです。これは、警告を表示し、また検証のために他のモジュールの結果も表示します。このモジュールは、AUV (非操縦)の場合は、実装されません。 使用された人工知能技術ベイジアンネットワーク（BN)BNは、モデルされたドメインのエンティティ間の因果関係を表現するモデルです。 インフルエンス・ダイアグラム（ID)は、モデルに決定と価値（効用）の関数を追加したものです。 関係性の強さは、確率を用いて記述されます。効用関数は、意思決定者の好みを記述します。 .BNとIDは、たくさんのクラス分類（診断）や意思決定問題、とくに間違いの多いデータ、不完全なデータ、不確実なデータの場合、または感度分析や矛盾分析、情報の価値の計算を含む場合の場合に適しています。 ニューロ・シンボリック・システム(NSS)増分ニューロ・シンボリック・システム(INSS)は、専門によって書かれた記号ルールとして、ドメインの初期専門知識を表現します。 これらのルールは、オンライン診断で使用するために、ニューラル構造にコンパイルされています。コンパイルされたニューラル・ネットワークは、代表的な事例の集合で訓練（学習）してテストされます。このニューラル・ネットワークの改良版は、システムが機能している間に間違って分類された事例が生じる場合に実行できます。そして、これらの新しい事例は、初期学習ベースに追加されます。 したがって、システムの知識が増加して、初期知識の保全が保証されます。 ファジィ・ロジック (FL)ファジィ・システムは、ファジィ・ルールの方法で（記号的な）専門家の知識を表現します。ファジィ・ルールは、専門家が使う言葉にとても近い表現で意思決定や制御のプロトコルを記述する言語的変数（言語的レベルで評価される）を用います。専門家が使う言葉とファジィ・ルールの表現との間のその "近さ"は、知識抽出のプロセス単純化して、意思決定プロセスを専門家が理解しやいものにします。さらに、内在する推論手法は、とくに不確実またはノイズの多いデータで動作する意思決定または制御問題によく適します。 ADVOCATE アプリケーションADVOCATE プロジェクトには2社のエンド･ユーザが関与しています：
ADVOCATEのアーキテクチャと通信プロトコルは、この2つのアプリケーションに適合しながらも、一般的であるように設計されました。. このアーキテクチャのために開発されたモジュールは、この2つのケースの要求を満たすビークル特有の部分を含むでしょう。 将来の展開と展望このプロジェクトを通して、異なるメーカーの水中ビークルのための、そして異なるテクノロジーに基づくインテリジェント・モジュールのための、共通のアーキテクチャや通信プロトコルを決定することが可能であることが証明されました。 ADVOCATEプロジェクトは、実行的使用の結果を評価する本当の水中ビークルに実装することは許可されていませんでした。それは、プロジェクトの結果の活用における次の最初のステップである、モジュールの洗練で構成されるでしょう。 アーキテクチャは汎用ではありますが、モジュールの特殊部を設定するフレンドリーなツールを提供することが特別な関心事であることが、このプロジェクトの中でも明らかになりました。 さらにADVOCATE のアーキテクチャとモジュールを他の種類の乗り物に、または工業プロセスに、適合し、応用し、テストすることが、ADVOCATE コンセプトの有効性を証明し拡張する価値あるチャレンジにもなるでしょう。. |
