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REsilient Adaptive Control with Temporal Logic feedback for CPS

Projektbeschreibung

Formale Gewährleistung für resiliente cyber-physische Systeme

Cyber-physische Systeme bilden die Grundlage für viele kritische IKT-Anwendungen, die von automatisierten Fahrzeugen bis hin zu Industrierobotern reichen. Die Gewährleistung ihres sicheren und zuverlässigen Betriebs in dynamischen und unvorhersehbaren Umgebungen ist nach wie vor eine große Herausforderung. Mit Unterstützung durch das Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmenprogramm soll Projekt REACT-CPS diese Herausforderung über eine Kombination von adaptiver Steuerung mit formaler Laufzeitüberwachung bewältigen. Das Ziel ist es, Signal-Zeitlogik-Monitore in den Regelkreis zu integrieren, um die Erkennung von Sicherheitsverletzungen und automatisierte Korrekturmaßnahmen bei Laufzeit zu ermöglichen. Letztendlich wird REACT-CPS die Grundlagen für vertrauenswürdige und resiliente IKT-Systeme stärken und so zu sichereren und zuverlässigeren kritischen Infrastrukturen in Europa beitragen.

Ziel

Cyber-Physical Systems (CPS) form the backbone of safety-critical domains such as autonomous vehicles, aerospace, and industrial automation. Ensuring their safety and reliability is a pressing challenge, especially under runtime faults, nonlinearities, and evolving uncertainties. Beyond maintaining control, CPS must remain formally safe under continuously changing system dynamics. REACT-CPS aims to address this challenge by embedding formal runtime monitoring into adaptive control to create a resilient framework for CPS. First, I will design a fault-tolerant adaptive control strategy capable of maintaining stability and performance under diverse faults, nonlinearities, and uncertainties, supported by control-theoretic stability guarantees. Second, I will develop an adaptation logic interface that leverages Signal Temporal Logic monitors to detect property violations in real time and trigger structured adaptation signals. This integration will enable the controller to react both to physical signals and to formally monitored safety trends, establishing a unified framework with formal guarantees on robustness. I will use diverse CPS benchmarks and combine analytical proofs with systematic testing using state-of-the-art test generation strategies to empirically validate the performance of the designed controller.

REACT-CPS will deliver a novel control-verification framework that advances the state-of-the-art by tightly coupling adaptive control with runtime formal assurance. REACT-CPS will release open-source tools, benchmarks, and reproducible workflows to foster transparency, community uptake and reuse. It will strengthen the scientific foundations of safety assurance in CPS while equipping me with cross-disciplinary expertise in control theory, formal verification, and software engineering. Ultimately, the results will support safer and more trustworthy CPS in domains with high societal relevance, including mobility, automation, and healthcare.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

UNIVERSITE DU LUXEMBOURG
Netto-EU-Beitrag
€ 200 400,00
Adresse
2 PLACE DE L'UNIVERSITE
4365 ESCH-SUR-ALZETTE
Luxemburg
Region
Luxembourg Luxembourg Luxembourg
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten