КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-79-10325
НазваниеРазработка принципов и подходов к адаптивному управлению автономными мобильными киберфизическими системами в условиях изменяющегося окружения
Руководитель Савельев Антон Игоревич, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук" , г Санкт-Петербург
Конкурс №50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-602 - Моделирование технических систем
Ключевые слова Киберфизические системы, робототехника, инфраструктура киберфизических систем, управление инфраструктурой, динамическая среда, роевая робототехника, гетерогенные робототехнические средства, анализ внешней среды, децентрализованное распределение задач, децентрализованная обработка больших данных.
Код ГРНТИ28.19.27
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Одной из основных научных проблем в области применения киберфизических систем (КФС) на открытых территориях в условиях неподготовленного окружения является необходимость в формировании комплексной технологической инфраструктуры, обеспечивающей работоспособность КФС, что сопряжено со значительными временными и ресурсными затратами и тем самым делает невозможным быстрое развертывание КФС на открытых территориях. Кроме того, данные территории подвержены динамическим изменениям, что зачастую требует реорганизации и модернизации инфраструктуры системы с целью обеспечения безаварийного функционирования КФС. Таким образом, на сегодняшний день практически отсутствуют КФС, способные к быстрому развертыванию и оперативной адаптации собственной инфраструктуры к изменяющимся условиям окружения, что не только ограничивает применение таких систем на изменяющихся, открытых территориях, но и практически полностью устраняет возможности ситуативного краткосрочного использования КФС, поскольку в таких случаях время развертывания КФС будет в значительной мере превышать время их целевого функционирования.
В рамках проекта разрабатывается оригинальная мобильная КФС, где в качестве основы будут использованы группы современных гетерогенных робототехнических средств (РС), обладающих значительным уровнем автономности и способностью функционировать в условиях неизвестного окружения. Для ее создания также будет разработан новый подход к адаптивному управлению инфраструктурой КФС, ориентированный на обеспечение отказоустойчивости системы в изменяющейся среде, в основу которого будет положено применение специальных методов организации децентрализованных самоорганизующихся сетей, технологий репликации данных и методов децентрализованной обработки больших данных гетерогенной природы, что позволит реализовать мобильную КФС, обладающую возможностью по оперативному развертыванию и пригодную для ситуативного использования на открытых территориях в условиях динамического окружения. Кроме того, в рамках проекта планируется осуществить проектирование модели РС, позволяющей реализовать автоматизированную замену отдельных модулей РС посредством других роботизированных агентов, что позволит дополнительно повысить отказоустойчивость КФС в случае потери работоспособности отдельными РС.
Апробация предложенного подхода, методов, структурно-параметрической модели и программных средств КФС будет проводиться на тестовых сценариях решения прикладных задач в условиях динамического окружения, выполняемых посредством согласованного взаимодействия групп мобильных агентов, представленных гетерогенными РС.
В рамках проекта заявлены довольно амбициозные цели по обеспечению мобильности и адаптивности КФС к изменяющемуся окружению. Реализация поставленных целей возможна благодаря имеющемуся научному заделу и наличию у исполнителей следующих разработок: программно-аппаратное обеспечение для управления мобильными модульными РС, решения на основе технического зрения и нейронных сетей направленные на анализ свойств окружающей среды, а также ведущимся параллельно исследованиям в области сервисных КФС, роевых алгоритмов и модульных РС.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ