008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
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■020    ▼a9798379711894
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30318319
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a629.8
■1001  ▼aGundana,  David.▼0(orcid)0000-0001-6873-4842
■24510▼aEvent-Based  Signal  Temporal  Logic  Synthesis  for  Single  and  Multi-Robot  Tasks▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bCornell  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(150  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  84-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Kress-Gazit,  Hadas.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Cornell  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aHigh-level  specifications  are  used  by  researchers  to  describe  and  provide  autonomy  for  complex  robotics  tasks  that  require  planning  and  coordination  between  robots  and  the  environment  in  which  they  operate.  Examples  of  complex  robotic  tasks  that  can  be  described  by  high-level  specifications  include  patrolling  a  large  area,  searching  an  abandoned  building,  and  guiding  people  through  unknown  environments.  These  tasks  may  contain  time  constraints  and  require  response  by  the  robots  in  the  system  to  external  environment  events  such  as  alarms  or  other  signals.This  dissertation  focuses  on  describing  and  satisfying  timed  high-level  specifications  for  single  and  multi-robot  systems.  First,  to  describe  these  high-level  specifications  we  propose  a  new  specification  language  named  Event-based  Signal  Temporal  Logic  (STL)  which  encodes  tasks  with  timing  constraints  that  are  reactive  to  uncontrolled  environment  events.  Next,  to  satisfy  these  tasks  we  propose  a  control  synthesis  framework  for  single  and  multi-robot  systems.  Current  solutions  for  satisfying  similar  tasks  require  solving  computationally  expensive  problems  and  place  assumptions  on  the  environment  and  adversaries  present  where  the  robots  operate.  This  approach  to  Event-based  STL  tasks  combines  automata  based  synthesis  and  Control  Barrier  Functions  to  produce  robot  behaviors  that  satisfy  the  specification  when  possible  given  the  state  of  the  environment.  This  reduces  the  computational  complexity  allowing  for  a  higher  sampling  rate  which  is  necessary  to  satisfy  reactive  tasks. During  an  execution  of  a  specification,  the  system  gives  automatically  generated  feedback  in  the  form  of  pre-failure  warnings  to  users.  This  feedback  gives  insight  as  to  why  a  specification  may  be  violated  in  the  future.  In  current  approaches,  it  is  often  not  clear  why  or  what  may  cause  a  robotic  system  to  not  be  able  to  satisfy  a  task  as  intended.  This  becomes  more  problematic  for  complex  systems  that  contain  several  different  types  of  constraints  and  tasks  that  must  be  satisfied.  The  feedback  and  pre-failure  warnings  described  in  this  dissertation  aim  to  increase  the  ability  of  operators  to  troubleshoot  and  understand  issues  that  may  cause  a  specification  to  be  violated.Using  pre-failure  warnings,  and  the  work  described  in  this  dissertation,  a  user  may  modify  currently  executing  Event-based  STL  specifications.  Allowing  modifications  to  a  specification  gives  the  user  the  opportunity  to  change  the  desired  behavior  of  a  task  in  response  to  potential  future  violations,  changes  to  the  environment,  or  user-defined  task  changes.  In  cases  where  a  modification  may  not  result  in  the  desired  behavior  of  the  system,  we  provide  feedback  to  the  user  and  suggest  alternative  modifications  possible  under  the  defined  grammar.  The  effectiveness  of  this  new  specification  language,  control  synthesis  and  modification  framework,  and  automated  feedback  generation  are  demonstrated  through  simulated  and  physical  executions  of  single  and  multi-robot  systems  satisfying  Event-based  STL  specifications  in  complex  environments.
■590    ▼aSchool  code:  0058.
■650  4▼aRobotics.
■650  4▼aComputer  science.
■653    ▼aRobotic  tasks
■653    ▼aMulti-robot  systems
■653    ▼aTroubleshoot
■653    ▼aComplex  systems
■653    ▼aControl  synthesis
■690    ▼a0771
■690    ▼a0984
■690    ▼a0800
■71020▼aCornell  University▼bMechanical  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g84-12B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0058
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16931639▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024