Computer vision approaches are widely used by autonomous robotic systems to sense the world around them and to guide their decision making as they perform diverse tasks such as collision avoidance, search and rescue, and object manipulation. High accuracy is critical, particularly for Human-on-the-loop (HoTL) systems where decisions are made autonomously by the system, and humans play only a supervisory role. Failures of the vision model can lead to erroneous decisions with potentially life or death consequences. In this paper, we propose a solution based upon adaptive autonomy levels, whereby the system detects loss of reliability of these models and responds by temporarily lowering its own autonomy levels and increasing engagement of the human in the decision-making process. Our solution is applicable for vision-based tasks in which humans have time to react and provide guidance. When implemented, our approach would estimate the reliability of the vision task by considering uncertainty in its model, and by performing covariate analysis to determine when the current operating environment is ill-matched to the model's training data. We provide examples from DroneResponse, in which small Unmanned Aerial Systems are deployed for Emergency Response missions, and show how the vision model's reliability would be used in addition to confidence scores to drive and specify the behavior and adaptation of the system's autonomy. This workshop paper outlines our proposed approach and describes open challenges at the intersection of Computer Vision and Software Engineering for the safe and reliable deployment of vision models in the decision making of autonomous systems.


翻译:自主机器人系统广泛使用计算机愿景方法来感知周围的世界,并指导其决策,因为它们执行各种任务,如避免碰撞、搜索和救援以及物体操纵等。高度准确性至关重要,特别是对于由系统自主决策、人只发挥监督作用的基于愿景的人类环绕系统(HotL)系统而言。愿景模型的失败可能导致错误决定,可能造成死亡或死亡后果。在本文件中,我们提出了一个基于适应自主水平的解决方案,通过该系统检测这些模型的可靠性损失,并通过临时降低自身自主水平和增加人类参与决策进程来应对这些模型。我们的解决办法适用于基于愿景的任务,其中人有时间作出反应和提供指导。一旦实施,我们的方法将评估愿景任务的可靠性,方法是考虑模型中的不确定性,并进行通缩分析,以确定当前操作环境与模型培训数据不匹配的情况。我们从DrooneResponse中提供了一些实例,其中为应急反应特派团临时配置了小型无人驾驶航空系统,并增加了人类对决策进程的参与。我们的解决办法适用于基于愿景的基于愿景的基于愿景的任务的任务,并展示了在设计模型中如何使用自主性愿景的可靠性,从而确定愿景的系统。

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