Graph Neural Network-Based Digital Twin for Cyber-Resilient and Predictive Teleoperation Systems
محل انتشار: مجله هوش مصنوعی و داده کاوی، دوره: 14، شماره: 1
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 157
فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JADM-14-1_001
تاریخ نمایه سازی: 6 دی 1404
چکیده مقاله:
Teleoperation systems are increasingly deployed in critical applications such as robotic surgery, industrial automation, and hazardous environment exploration. However, these systems are highly susceptible to network-induced delays, cyber-attacks, and system uncertainties, which can degrade performance and compromise safety. This paper proposes a Graph Neural Network (GNN)-based Digital Twin (DT) framework to enhance the cyber-resilience and predictive control of teleoperation systems. The GNN-based anomaly detection mechanism accurately identifies cyber-attacks, such as false data injection (FDI) and denial-of-service (DoS) attacks, with a detection rate of ۲۴.۳% and a false alarm rate of only ۱.۸%, significantly outperforming conventional machine learning methods. Furthermore, the predictive digital twin model, integrated with model predictive control (MPC), effectively compensates for latency and dynamic uncertainties, reducing control errors by ۱۴.۱۲% compared to traditional PID controllers. Simulation results in a robotic teleoperation testbed demonstrate a ۲۴.۴% improvement in trajectory tracking accuracy under variable delay conditions, ensuring precise and stable operation.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
Sara Mahmoudi Rashid
Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :