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Control seguro de UAV contra perturbaciones del viento a través de aprendizaje por refuerzo guiado por demostración

Autores: Huang, Yan-Hao; Liu, En-Jui; Wu, Bo-Cing; Ning, Yong-Jie

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Control seguro de UAV contra perturbaciones del viento a través de aprendizaje por refuerzo guiado por demostración


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículo aéreo no tripulado
Mecanismos de seguridad
Función de barrera de control
Aprendizaje por refuerzo
Optimización de políticas
Sistemas autónomos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) que operan en entornos complejos requieren mecanismos de seguridad garantizados mientras mantienen un alto rendimiento. Este estudio aborda el desafío de garantizar una estricta seguridad de vuelo durante la ejecución de políticas mediante la implementación de una Función de Barrera de Control (CBF) como un filtro de acción en tiempo real, proporcionando así una garantía formal rigurosa. La metodología integra el algoritmo principal de Optimización de Políticas Proximales (PPO) con un Aprendizaje por Refuerzo Guiado por Demostración (DGRL), que aprovecha las trayectorias de expertos de Proporcional-Integral-Derivada (PID) para acelerar significativamente la convergencia del aprendizaje y mejorar la eficiencia de las muestras. Resultados exhaustivos confirman la eficacia de la arquitectura híbrida, demostrando una reducción significativa en las violaciones de restricciones y probando la capacidad del marco para acelerar sustancialmente el entrenamiento en comparación con PPO. En conclusión, la metodología propuesta unifica con éxito las garantías de seguridad formal con un aprendizaje por refuerzo eficiente y adaptativo, lo que la hace altamente adecuada para sistemas autónomos críticos en términos de seguridad.

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