Recent advances in artificial intelligence and machine learning may soon yield paradigm-shifting benefits for aerospace systems. However, complexity and possible continued on-line learning makes neural network control systems (NNCS) difficult or impossible to certify under the United States Military Airworthiness Certification Criteria defined in MIL-HDBK-516C. Run time assurance (RTA) is a control system architecture designed to maintain safety properties regardless of whether a primary control system is fully verifiable. This work examines how to satisfy compliance with MIL-HDBK-516C while using active set invariance filtering (ASIF), an advanced form of RTA not envisaged by the 516c committee. ASIF filters the commands from a primary controller, passing on safe commands while optimally modifying unsafe commands to ensure safety with minimal deviation from the desired control action. This work examines leveraging the core theory behind ASIF as assurance argument explaining novel satisfaction of 516C compliance criteria. The result demonstrates how to support compliance of novel technologies with 516C as well as elaborate how such standards might be updated for emerging technologies.


翻译:最近人工智能和机器学习的进步已经为航天系统带来了可能产生变革性益处的突破性进展。然而,由于复杂性和可能的连续在线学习,神经网络控制系统(NNCS)很难或不可能在MIL-HDBK-516C定义的美国空军适航性认证标准下获得认证。运行时保证(RTA)是一种控制系统架构,旨在在主控制系统无法完全验证的情况下维护安全性质。本文研究了如何满足MIL-HDBK-516C的合规性要求,并使用主动集不变量滤波器(ASIF),这是516c委员会未曾设想过的先进形式的RTA。ASIF过滤来自主控制器的指令,传递安全指令,同时通过最优修改不安全指令来确保安全,以尽可能减小与期望控制动作的差异。本文研究了利用ASIF的核心理论作为保证论据,解释了516C合规性标准的新型满足方法。结果展示了如何支持新技术的516C合规性,以及如何为新兴技术更新这样的标准。

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