Pesquisas de ponta de três importantes universidades da Virgínia, lideradas por Homa Alemzadeh, da Universidade da Virgínia, têm a missão de revolucionar a segurança dos veículos autônomos. Com uma doação substancial de US$ 926.737 da National Science Foundation, esta equipe poderosa se dedica a identificar e neutralizar possíveis falhas de computador em sistemas de veículos autônomos.
Ao aproveitar esta visão, pretendem fortalecer a resiliência de todo o sistema e eliminar proativamente os riscos de segurança. Alemzadeh, um professor associado pioneiro de engenharia elétrica e de computação na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da UVA, é acompanhado pela estimada professora de ciência da computação da William & Mary, Evgenia Smirni, e pelo visionário investigador principal e professor assistente de ciência da computação da George Mason University. , Lishan Yang.
A investigação mais recente revela uma tendência preocupante no domínio dos veículos autónomos: um número significativo de “desligamentos” ocorre devido a decisões incorretas ou respostas atrasadas por IA baseada em aprendizagem automática, provocando encerramentos por razões de segurança.
“Estamos particularmente interessados em estudar desligamentos e incidentes de segurança devido a falhas transitórias de hardware, perda temporária de conexão de rede ou erros de software”, ela disse.
Descobrir estas vulnerabilidades indescritíveis é crucial, uma vez que estas perturbações passageiras podem ser difíceis de identificar e resolver. Apesar de serem autocorretivos por natureza, eles têm o potencial de criar um caos momentâneo dentro do sistema, evitando a detecção e representando sérios riscos.
É evidente que a fiabilidade e a segurança dos veículos autónomos dependem não apenas de componentes físicos como sensores e travões, mas também do “controlador” de software responsável pela execução de decisões autónomas e funções de aprendizagem automática. Quando falhas transitórias se manifestam durante fases operacionais críticas, elas têm a capacidade de permear as camadas de hardware e software do sistema, iludindo os protocolos de segurança existentes e precipitando situações perigosas.
“Nosso objetivo é observar o sistema ponta a ponta – da entrada à saída – para investigar os locais críticos de falhas no hardware e software, bem como os contextos do sistema que levam à ativação de falhas e riscos de segurança”, Alemzadeh disse.
Os pesquisadores se dedicam a aprimorar os componentes do controlador e do aprendizado de máquina para prevenir acidentes de forma proativa. Ao empregar análise de confiabilidade entre camadas, eles visam estrategicamente falhas críticas no intrincado código de software e hardware que sustentam o controlador e os modelos de aprendizado de máquina.
Para testar as suas soluções em tempo real, a equipa desenvolverá mecanismos de proteção que possam corrigir automaticamente falhas transitórias ou mitigar operações inseguras dos veículos, ajustando a velocidade conforme necessário com base em quando e onde as vulnerabilidades são detetadas. Esses mecanismos serão aplicados seletivamente em diferentes momentos e locais para garantir a segurança e, ao mesmo tempo, otimizar a eficiência.
Além disso, a equipe validará suas soluções por meio de testes em circuito fechado, simulando diversas condições climáticas, rodoviárias e de tráfego para avaliar o desempenho de seus recursos de segurança. Paralelamente, simularão falhas e erros para avaliar seus impactos e a eficácia das soluções.
O projeto de três anos da NSF, “Resiliência ponta a ponta em sistemas de direção autônoma: avaliação e mitigação estratégica de vulnerabilidades”, baseia-se no sucesso de uma colaboração anterior liderada por Alemzadeh e seus colegas. Seu trabalho inovador em “Rumo à confiabilidade em veículos autônomos”, financiado pelo nó regional da Commonwealth Cyber Initiative Coastal Virginia, lançou as bases para este novo e ambicioso projeto.
A Iniciativa Cibernética da Commonwealth, com os seus quatro nós regionais, representa uma parceria ousada entre instituições estatais de ensino superior, governo, indústria e organizações não governamentais. Juntos, eles estão impulsionando a Virgínia para a vanguarda da pesquisa, inovação e desenvolvimento da força de trabalho em segurança cibernética em escala global.
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