可信智能计算与智能物理系统
这是 Y-Serein 的长期研究主线,也是产品工程能力的来源:让感知、通信、计算、决策和执行紧密耦合的系统,在不确定环境与有限资源下仍然具备可说明的安全性、可靠性和实时性。
研究方向服务产品,不替代产品。当前 SeryRemoteID、Serein 和 ArduPilot Research 提供研究载体与工程基线,并不意味着已经完成“可信智能”研究,也不意味着其中已经包含智能模型。
核心问题
智能物理系统的风险通常不在单一算法或单一设备,而在跨层耦合:传感器误差可能影响状态估计,通信拥塞可能破坏截止时间,错误更新可能改变控制行为,局部故障可能沿任务链传播。
因此需要同时回答:
- 安全:谁可以发送命令、更新软件或改变参数?攻击和误用能否被限制、发现和恢复?
- 可靠:传感器、总线、任务或存储失败时,系统如何检测、降级、恢复并保留证据?
- 实时:从输入到输出的最坏时延、抖动和截止时间是什么?资源竞争时是否仍满足约束?
- 可信智能:未来引入学习模型后,模型的不确定性、数据边界和失效模式如何进入系统级验证,而不是只报告准确率?
项目与研究问题
| 项目 | 直接研究对象 | 可切入的问题 | 当前优先级 |
|---|---|---|---|
| ArduPilot Research | 飞控与机器人控制闭环 | 调度抖动、状态估计、故障注入、降级控制、SITL/HIL 一致性 | 中期主平台 |
| SeryRemoteID | 嵌入式身份与广播链路 | 输入到广播时限、总线故障、丢包、命令授权、签名 OTA、状态一致性 | 推荐近期切入 |
| Serein | 本地知识与证据管理 | 实验追踪、结果复现、决策来源、长期可迁移性 | 全程支撑 |
推荐推进顺序
方案 A:先做 SeryRemoteID 的可信实时链路(推荐)
从 MAVLink/DroneCAN 输入开始,测量状态聚合到 WiFi/BLE 广播的端到端行为,并加入故障和攻击场景。
优点:系统边界相对小,软硬件链路完整,指标可测,容易形成第一套真实数据和实验方法。
缺点:Remote ID 的控制闭环较弱,需要避免把合规广播问题扩大成完整自主系统结论。
方案 B:以 ArduPilot 为主要研究平台
从 SITL 建立可复现基线,再逐步进入故障注入、实时调度、状态估计或安全控制。
优点:学术问题丰富,能覆盖感知—决策—控制完整链路,社区和工具成熟。
缺点:代码规模大、上游变化快,若没有非常窄的研究问题,容易长期停留在环境搭建和阅读代码。
方案 C:先建设跨项目证据系统
用 Serein 和 Wiki 统一记录需求、实验配置、日志摘要、失败原因和结论。
优点:能立即提高后续研究质量,减少重复踩坑,是安全与可靠研究不可缺少的基础。
缺点:单独作为研究成果说服力较弱,必须服务于真实硬件、仿真和系统实验。
综合建议是 A 建立小闭环,B 扩大研究深度,C 贯穿全过程。
闭环方法
每个研究任务按同一套控制闭环推进:
- 目标:定义系统行为、约束和可接受风险。
- 状态:记录代码版本、硬件、配置、输入和环境。
- 误差:用时延、抖动、丢包、故障率、恢复时间或状态偏差描述差距。
- 控制动作:只修改能解释当前误差的最小变量。
- 反馈:采集日志、总线数据、无线抓包、资源占用和物理响应。
- 修正:根据反馈更新假设、模型、实现或测试设计。
- 验证:在正常、边界和故障场景中重复实验,区分仿真、台架与上板结果。
- 沉淀:把成功条件、失败尝试、限制和可复现步骤写回项目页或实验记录。
最小指标框架
| 维度 | 至少记录 | 不足以构成结论的证据 |
|---|---|---|
| 安全 | 威胁模型、信任边界、认证/授权、更新与恢复路径 | “使用了加密”“有签名接口” |
| 可靠 | 故障模型、检测时间、降级行为、恢复时间、重复次数 | 单次成功运行 |
| 实时 | 周期、截止时间、最大/尾部时延、抖动、资源压力场景 | 平均时延或空载结果 |
| 智能 | 数据范围、不确定性、失效模式、系统级影响与回退 | 单一准确率指标 |
当前边界
- 现阶段优先建立嵌入式、通信和控制系统基线,不急于加入大模型或学习算法。
- “可信”必须由威胁模型、故障实验、时序数据和恢复证据支持,不能作为形容词使用。
- “实时”不等于速度快,而是关键任务在规定时间内有可分析、可重复的行为。
- “安全”既包括网络与软件安全,也包括系统失效不会直接造成不可接受物理后果。