研究人员使自主系统更安全，以应对具有挑战性的应用

自主系统在各种行业和应用中变得越来越普遍威斯康星大学助理教授Xiangru徐相信这一趋势将继续快速增长。当谈到自主系统时，想想自动驾驶汽车、无人机、仓库机器人、机器人吸尘器、月球车和用于研究和救援行动的机器人。

“但是，在人们对我们周围有更多的自动驾驶系统有信心和舒适之前，仍然有很多关于安全和人类互动的技术挑战需要解决，”徐说。“例如，我们需要确保系统在不断变化和复杂的环境中能够安全运行，并且即使某些组件发生故障，它也能够运行。”

利用他在反馈控制理论方面的专业知识，Xu正在通过为自主系统开发更好的控制算法来解决许多挑战，这些算法在保持系统性能的同时提供安全保证。

自主系统的研究包括感知(了解环境和自身状态)、推理(做出逻辑决策)和行动(产生运动)。徐在反馈控制理论领域的研究属于“作用”范畴，其目的是在存在噪声、干扰和不确定性的情况下，调节系统“主体”的行为或动态。

“我相信反馈控制理论将在解决自主系统中许多具有挑战性的问题方面发挥关键作用，”他说。“最终目标是让自主系统独立思考、自适应学习和智能行动。”

他的研究包括推导基本定理，这些定理可以在各种动态系统中实现，以达到预期的性能。

在加入威斯康星大学麦迪逊分校之前，他在华盛顿大学西雅图分校航空航天系进行博士后研究，在那里他的控制研究增强了无人机的安全性。他说威斯康星大学麦迪逊分校的高度协作环境吸引了他。

他说:“我发现，在威斯康星大学麦迪逊分校，跨学科研究合作基本上没有障碍，这里的人也非常友好。”

徐计划继续研究基于优化控制的理论基础，以提高自动系统的性能和安全性。虽然他的研究一直集中在理论上，但在威斯康星大学麦迪逊分校，他希望弥合反馈控制理论与其工程应用之间的差距。

他说:“我预计将与威斯康星大学麦迪逊分校的教职员工合作，他们的研究也将受益于自主系统，比如研究控制理论、机器人、计算机视觉、机器学习、地球科学和农业的研究人员。”

徐计划建立一个研究实验室，其中包括一个300平方英尺的无人机飞行区，并配有动作捕捉系统。徐和他实验室的学生们也在自己制造一些机器人，包括无人机和缩放汽车。

他说:“有了无人机和规模化汽车试验台，我的实验室可以开发和测试自动驾驶系统的先进控制算法。”

徐设想他的实验室的无人机飞行设备不仅补充了学院的无人机空间Makerspace同时也有助于教育学生如何控制自主系统。

-副主编Chris Vavra编辑控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。