We develop a novel Bayesian learning framework that enables the runtime verification of autonomous robots performing critical missions in uncertain environments. Our framework exploits prior knowledge and observations of the verified robotic system to learn expected ranges of values for the occurrence rates of its events. We support both events observed regularly during system operation, and singular events such as catastrophic failures or the completion of difficult one-off tasks. Furthermore, we use the learnt event-rate ranges to assemble interval continuous-time Markov models, and we apply quantitative verification to these models to compute expected intervals of variation for key system properties. These intervals reflect the uncertainty intrinsic to many real-world systems, enabling the robust verification of their quantitative properties under parametric uncertainty. We apply the proposed framework to the case study of verification of an autonomous robotic mission for underwater infrastructure inspection and repair.


翻译:我们开发了一个新型的贝叶斯学习框架,使在不确定的环境中执行重要任务的自主机器人能够运行时核查。我们的框架利用了经过核查的机器人系统的先前知识和观测来了解其事件的发生率的预期值范围。我们支持系统运行期间经常观察到的事件,以及灾难性故障或完成困难的一次性任务等奇特事件。此外,我们使用所学的事件率范围来组装间歇连续时间的Markov模型,我们对这些模型进行定量核查,以计算关键系统特性的预期变化间隔。这些间隔反映了许多现实世界系统固有的不确定性,使得能够在参数不确定的情况下对其数量特性进行有力的核查。我们运用了拟议的框架来进行水下基础设施检查和修理自主机器人飞行任务的核查案例研究。</s>

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