Confidence Boosts Trust-Based Resilience in Cooperative Multi-Robot Systems

要約

ワイヤレス通信ベースのマルチロボットシステムは、共同ロボットの安全性とパフォーマンスを混乱させる可能性のあるサイバー攻撃への扉を開きます。
ロボット間コミュニケーションをサポートする物理チャネルは、正当なロボット間のタスク関連データ交換から悪意のあるロボットの検出を分離する魅力的な機会を提供します。
しかし、物理的なチャネルからの信頼性の兆候は不確かであり、これを念頭に置いて処理する必要があります。
この論文では、マルチロボット操作の回復力のあるプロトコルを提案します。パラメーター{\ lambda} tは、物理チャネルが示す近くのロボットの正当性についてロボットがどれほど自信があるかを説明します。
分析結果は、私たちのプロトコルが軽度の仮定の下で多くの悪意のあるロボットと任意に回復力のある調整を達成することを証明しています。
チューニング{\ lambda} tを使用すると、設計者は、最適に近い間、ロボット間調整と迅速なタスク実行の間で取引できます。
図1を参照してください。これは基本的なパフォーマンストレードオフであり、手元のタスクに基づいて慎重に評価する必要があります。
私たちのアプローチの有効性は、いくつかの車両が悪意を持ってスプーフィングされている自治車の小隊を含む実験で数値的に検証されています。

要約(オリジナル)

Wireless communication-based multi-robot systems open the door to cyberattacks that can disrupt safety and performance of collaborative robots. The physical channel supporting inter-robot communication offers an attractive opportunity to decouple the detection of malicious robots from task-relevant data exchange between legitimate robots. Yet, trustworthiness indications coming from physical channels are uncertain and must be handled with this in mind. In this paper, we propose a resilient protocol for multi-robot operation wherein a parameter {\lambda}t accounts for how confident a robot is about the legitimacy of nearby robots that the physical channel indicates. Analytical results prove that our protocol achieves resilient coordination with arbitrarily many malicious robots under mild assumptions. Tuning {\lambda}t allows a designer to trade between near-optimal inter-robot coordination and quick task execution; see Fig. 1. This is a fundamental performance tradeoff and must be carefully evaluated based on the task at hand. The effectiveness of our approach is numerically verified with experiments involving platoons of autonomous cars where some vehicles are maliciously spoofed.

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