Autonomía segura con funciones de barrera de control: Teoría y aplicaciones

Título original:

Safe Autonomy with Control Barrier Functions: Theory and Applications

Contenido del libro:

Este libro presenta el concepto de función de barrera de control (CBF), que captura la evolución de los requisitos de seguridad durante la ejecución de un sistema y puede utilizarse para hacer cumplir la seguridad. La seguridad se formaliza utilizando un enfoque emergente de vanguardia basado en las CBF, y se ofrecen numerosos ejemplos ilustrativos de conducción autónoma, control del tráfico y control de robots.

La seguridad es fundamental en los sistemas autónomos, ya que se pretende que funcionen con una supervisión humana mínima o nula, y un solo fallo podría tener resultados catastróficos. Los autores analizan cómo puede garantizarse la seguridad desde perspectivas tanto teóricas como de aplicación. El método presentado es eficiente desde el punto de vista computacional y puede aplicarse fácilmente en sistemas en tiempo real que requieren un control reactivo de alta frecuencia.

Además, el enfoque CBF puede tratar fácilmente con modelos no lineales y restricciones complejas que se utilizan en un amplio espectro de aplicaciones, como la conducción autónoma, la robótica y el control del tráfico. Con la proliferación de los sistemas autónomos, como los coches autoconducidos, los robots móviles y los vehículos aéreos no tripulados, la seguridad desempeña un papel crucial para garantizar su adopción generalizada.

Este libro estudia la integración de las garantías de seguridad en el funcionamiento de tales sistemas, incluidos los requisitos de seguridad típicos que implican la evitación de colisiones, las limitaciones tecnológicas de los sistemas y los límites de las ejecuciones en tiempo real. También se proponen enfoques adaptativos de seguridad para límites de ejecución variables en el tiempo y dinámicas ruidosas.