Robustness is key to engineering, automation, and science as a whole. However, the property of robustness is often underpinned by costly requirements such as over-provisioning, known uncertainty and predictive models, and known adversaries. These conditions are idealistic, and often not satisfiable. Resilience on the other hand is the capability to endure unexpected disruptions, to recover swiftly from negative events, and bounce back to normality. In this survey article, we analyze how resilience is achieved in networks of agents and multi-robot systems that are able to overcome adversity by leveraging system-wide complementarity, diversity, and redundancy - often involving a reconfiguration of robotic capabilities to provide some key ability that was not present in the system a priori. As society increasingly depends on connected automated systems to provide key infrastructure services (e.g., logistics, transport, and precision agriculture), providing the means to achieving resilient multi-robot systems is paramount. By enumerating the consequences of a system that is not resilient (fragile), we argue that resilience must become a central engineering design consideration. Towards this goal, the community needs to gain clarity on how it is defined, measured, and maintained. We address these questions across foundational robotics domains, spanning perception, control, planning, and learning. One of our key contributions is a formal taxonomy of approaches, which also helps us discuss the defining factors and stressors for a resilient system. Finally, this survey article gives insight as to how resilience may be achieved. Importantly, we highlight open problems that remain to be tackled in order to reap the benefits of resilient robotic systems.


翻译:强力是整个工程、自动化和科学的关键。然而,稳健的特性往往以成本高昂的要求为基础,如供不应求、已知的不确定性和预测模型,以及已知对手。这些条件是理想主义的,而且往往不可讽刺。另一方面,复原力是承受意外干扰、迅速从负面事件中恢复并恢复到正常状态的能力。在本调查文章中,我们分析如何通过利用全系统的复原力互补性、多样性和冗余来克服逆境的代理和多机器人系统网络的复原力。往往需要重新配置机器人能力,以提供本系统所没有的关键能力。随着社会日益依赖连接的自动化系统来提供关键的基础设施服务(如物流、运输、精密农业),提供实现具有复原力的多机器人系统的能力至关重要。我们通过列举一个不具有复原力(弱点)的系统的后果,认为复原力必须成为核心工程设计考虑因素。为了实现这一目标,社区需要更加清楚地了解它是如何在定义、测量、测量和保持一个关键版本的系统方面,从而在定义一个最终的系统上可以帮助我们获得一个稳定的系统。我们从一个稳定的系统,我们继续讨论。

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分类学是分类的实践和科学。Wikipedia类别说明了一种分类法,可以通过自动方式提取Wikipedia类别的完整分类法。截至2009年,已经证明,可以使用人工构建的分类法(例如像WordNet这样的计算词典的分类法)来改进和重组Wikipedia类别分类法。 从广义上讲,分类法还适用于除父子层次结构以外的关系方案,例如网络结构。然后分类法可能包括有多父母的单身孩子,例如,“汽车”可能与父母双方一起出现“车辆”和“钢结构”;但是对某些人而言,这仅意味着“汽车”是几种不同分类法的一部分。分类法也可能只是将事物组织成组,或者是按字母顺序排列的列表;但是在这里,术语词汇更合适。在知识管理中的当前用法中,分类法被认为比本体论窄,因为本体论应用了各种各样的关系类型。 在数学上,分层分类法是给定对象集的分类树结构。该结构的顶部是适用于所有对象的单个分类,即根节点。此根下的节点是更具体的分类,适用于总分类对象集的子集。推理的进展从一般到更具体。

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