Aprendizaje profundo de datos de sensores en ciberseguridad de sistemas robóticos: visión general y resultados del estudio de caso
Autores: Szynkiewicz, Wojciech; Niewiadomska-Szynkiewicz, Ewa; Lis, Kamila
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aprendizaje profundo de datos de sensores en ciberseguridad de sistemas robóticos: visión general y resultados del estudio de caso
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Avances tecnológicos
Sistemas robóticos
Problemas de ciberseguridad
Comportamientos anómalos
Ciberataques
Redes neuronales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
Los avances tecnológicos recientes han permitido el desarrollo de sistemas robóticos y de sensores sofisticados supervisados y controlados por algoritmos basados en inteligencia computacional. Los dispositivos profundamente entrelazados y cooperantes conectados a Internet y redes locales, generalmente a través de comunicación inalámbrica, se utilizan cada vez más en sistemas desplegados entre personas en espacios públicos. El desafío es garantizar que los componentes físicos y digitales funcionen juntos de manera segura, especialmente dado que el impacto de los ciberataques está aumentando significativamente. El documento aborda problemas de ciberseguridad de robots de servicio móviles con arquitecturas de control distribuido. El enfoque se centra en detectar automáticamente comportamientos anómalos posiblemente causados por ciberataques en sensores internos y externos que miden el robot y los parámetros ambientales. Proporcionamos una visión general de los métodos y técnicas para proteger sistemas robóticos. Se presta particular atención a nuestra técnica para la detección de anomalías en la operación de un robot de servicio basada en lecturas de sensores y redes neuronales recurrentes profundas, asumiendo que los ataques hacen que el robot se comporte de manera inconsistente. El documento presenta la arquitectura de dos redes neuronales artificiales, sus parámetros y atributos en base a los cuales se identifican los posibles ataques. La solución fue validada en el robot PAL Robotics TIAGo operando en el laboratorio y replicando un entorno doméstico. Los resultados confirman que el sistema propuesto puede respaldar efectivamente la detección de amenazas informáticas que afectan las mediciones de los sensores y, en consecuencia, el funcionamiento de un sistema robótico de servicio.
Descripción
Los avances tecnológicos recientes han permitido el desarrollo de sistemas robóticos y de sensores sofisticados supervisados y controlados por algoritmos basados en inteligencia computacional. Los dispositivos profundamente entrelazados y cooperantes conectados a Internet y redes locales, generalmente a través de comunicación inalámbrica, se utilizan cada vez más en sistemas desplegados entre personas en espacios públicos. El desafío es garantizar que los componentes físicos y digitales funcionen juntos de manera segura, especialmente dado que el impacto de los ciberataques está aumentando significativamente. El documento aborda problemas de ciberseguridad de robots de servicio móviles con arquitecturas de control distribuido. El enfoque se centra en detectar automáticamente comportamientos anómalos posiblemente causados por ciberataques en sensores internos y externos que miden el robot y los parámetros ambientales. Proporcionamos una visión general de los métodos y técnicas para proteger sistemas robóticos. Se presta particular atención a nuestra técnica para la detección de anomalías en la operación de un robot de servicio basada en lecturas de sensores y redes neuronales recurrentes profundas, asumiendo que los ataques hacen que el robot se comporte de manera inconsistente. El documento presenta la arquitectura de dos redes neuronales artificiales, sus parámetros y atributos en base a los cuales se identifican los posibles ataques. La solución fue validada en el robot PAL Robotics TIAGo operando en el laboratorio y replicando un entorno doméstico. Los resultados confirman que el sistema propuesto puede respaldar efectivamente la detección de amenazas informáticas que afectan las mediciones de los sensores y, en consecuencia, el funcionamiento de un sistema robótico de servicio.