概要

本論文は、地上との通信が途絶える環境で動作する分散自律システムの設計における根本的な課題に対処しています。通信遅延が増加するにつれ、地上オペレータが委譲できる決定権が減少するという制約を定量化する統一的な計算手法を提案しています。地球低軌道監視衛星群、火星軌道航法システム、自律型水中機雷除去群、深宇宙衛星間リンク網、外惑星その場ブイプラットフォームなど、7つの異なるミッションアーキテクチャを対象とした方法論を確立しています。

ポイント

  • 自律性必要度スコア（Autonomy Necessity Score）：対数領域の遅延メトリクスで、各システムを地上依存型から完全自律型へ連続的にマッピング
  • 複数ドメイン対応：衛星、火星探査、海中ロボット、深宇宙通信など、異なるミッション領域での統一的評価が可能
  • 9つの独立検証研究：Walker球面キャップカバレッジ計算、赤外線Neyman-Pearson検出、拡張カルマンフィルタ超音速追跡などの基礎研究に基づく
  • 意思決定遅延の定量化：通信遅延と自律性レベルの関係を数学的に定式化し、ミッション設計の最適化を実現
  • 実装支援：認知的意思決定支援システムの搭載により、オンボード自律性の向上と信頼性向上を実現

出典

A Computational Framework for Cross-Domain Mission Design and Onboard Cognitive Decision Support

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