{"id":11186,"date":"2026-09-10T12:48:56","date_gmt":"2026-09-10T15:48:56","guid":{"rendered":"https:\/\/dicyt.usach.cl\/?p=11186"},"modified":"2026-09-10T12:51:41","modified_gmt":"2026-09-10T15:51:41","slug":"seguridad-safety-critical-control-por-diseno-la-investigacion-usach-que-busca-proteger-a-los-sistemas-autonomos-en-entornos-complejos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dicyt.usach.cl\/index.php\/seguridad-safety-critical-control-por-diseno-la-investigacion-usach-que-busca-proteger-a-los-sistemas-autonomos-en-entornos-complejos\/","title":{"rendered":"Seguridad (Safety-Critical Control) por dise\u00f1o: la investigaci\u00f3n Usach que busca proteger a los sistemas aut\u00f3nomos en entornos complejos"},"content":{"rendered":"\t\t<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"11186\" class=\"elementor elementor-11186\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-2df45be elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"2df45be\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-75a0bf2e\" data-id=\"75a0bf2e\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-15eaa77 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"15eaa77\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-1721e830\" data-id=\"1721e830\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-4f961235 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"4f961235\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<p><strong><i>El acad\u00e9mico del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica de la Usach, Dr. Mohammad Hosein Sabzalian, lidera un proyecto Fondecyt de Iniciaci\u00f3n 2026 que busca desarrollar un marco de control seguro y cr\u00edtico para la seguridad de sistemas aut\u00f3nomos no lineales conectados en red. La metodolog\u00eda, activada por eventos para optimizar las comunicaciones, ser\u00e1 validada mediante veh\u00edculos submarinos cooperativos.<\/i><\/strong><\/p><p><!-- \/wp:image --><!-- wp:paragraph --><\/p><p><!-- \/wp:paragraph --><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-47d2788b elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"47d2788b\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<p><span style=\"font-weight: 400;\">Los sistemas aut\u00f3nomos tienen una presencia creciente en \u00e1reas como la miner\u00eda, la industria, la log\u00edstica, las operaciones marinas y el monitoreo ambiental. Sin embargo, al operar fuera de ambientes controlados, deben enfrentar perturbaciones externas, incertidumbres en sus modelos, condiciones cambiantes y restricciones de comunicaci\u00f3n, factores que\u00a0 pueden deteriorar su desempe\u00f1o y, sobre todo, comprometer su seguridad.<\/span><\/p><p><span style=\"font-weight: 400;\">Frente a este desaf\u00edo, el proyecto dirigido por el Dr. Mohammad Hosein Sabzalian busca integrar tres objetivos fundamentales: garantizar la estabilidad del sistema, realizar un seguimiento seguro y eficiente de las trayectorias y respetar restricciones expl\u00edcitas de seguridad. A eso se suma la incorporaci\u00f3n de mecanismos activados por eventos, orientados a reducir las transmisiones de informaci\u00f3n y las actualizaciones de control innecesarias, sin afectar las condiciones requeridas para una operaci\u00f3n segura.\u00a0<\/span><\/p><p><b>La seguridad incorporada desde el dise\u00f1o<\/b><\/p><p><span style=\"font-weight: 400;\">En un sistema cr\u00edtico para la seguridad no basta con alcanzar un destino o seguir correctamente una trayectoria: el controlador debe mantener al sistema dentro de una regi\u00f3n de operaci\u00f3n segura, incluso ante perturbaciones externas, incertidumbres din\u00e1micas o cambios en el entorno. Por eso, las restricciones de seguridad se incorporar\u00e1n directamente en el dise\u00f1o del controlador, en lugar de comprobarse solo despu\u00e9s de ejecutar una maniobra. En el caso de los veh\u00edculos submarinos, estas restricciones podr\u00e1n incluir la prevenci\u00f3n de colisiones, el cumplimiento de l\u00edmites de profundidad y el seguimiento seguro de las trayectorias planificadas.<\/span><\/p><p><i><span style=\"font-weight: 400;\">\u201cEl prop\u00f3sito no es solamente que el sistema realice una tarea con precisi\u00f3n, sino que pueda hacerlo respetando en todo momento las condiciones de seguridad establecidas. La seguridad debe formar parte de la decisi\u00f3n de control desde su dise\u00f1o\u201d,<\/span><\/i><span style=\"font-weight: 400;\"> explica el investigador.<\/span><\/p><p><b>Veh\u00edculos submarinos como escenario de validaci\u00f3n<\/b><\/p><p><span style=\"font-weight: 400;\">La elecci\u00f3n de este escenario no es casual. Los veh\u00edculos submarinos cooperativos se usan cada vez m\u00e1s en tareas de monitoreo ambiental, inspecci\u00f3n de infraestructura marina y exploraci\u00f3n oce\u00e1nica, donde deben operar de forma coordinada en ambientes dif\u00edciles de predecir. A diferencia de otros sistemas aut\u00f3nomos, adem\u00e1s, dependen de canales de comunicaci\u00f3n ac\u00fastica (mucho m\u00e1s limitados que las redes inal\u00e1mbricas terrestres), lo que hace que cualquier ahorro en transmisiones de datos sea especialmente valioso para su operaci\u00f3n.<\/span><\/p><p><i><span style=\"font-weight: 400;\">\u201cLos veh\u00edculos submarinos cooperativos re\u00fanen varios desaf\u00edos relevantes: din\u00e1micas complejas, perturbaciones, restricciones de seguridad, seguimiento de trayectorias y comunicaci\u00f3n limitada. Por ello, constituyen un caso de validaci\u00f3n apropiado, aunque el alcance de la investigaci\u00f3n no se restringe a la rob\u00f3tica submarina\u201d,<\/span><\/i><span style=\"font-weight: 400;\"> se\u00f1ala el Dr. Mohammad Hosein Sabzalian.<\/span><\/p><p><b>Control y comunicaci\u00f3n activados por eventos<\/b><\/p><p><span style=\"font-weight: 400;\">Uno de los elementos centrales del proyecto es el control activado por eventos: un enfoque en el que la informaci\u00f3n o la acci\u00f3n de control se actualiza cuando una condici\u00f3n matem\u00e1tica indica que se requiere una nueva intervenci\u00f3n, en lugar de hacerlo de forma peri\u00f3dica. Esto no significa que el sistema se detenga entre dos eventos: la plataforma sigue operando con la informaci\u00f3n y la acci\u00f3n de control m\u00e1s recientes mientras supervisa la condici\u00f3n que determinar\u00e1 la siguiente actualizaci\u00f3n, reduciendo as\u00ed comunicaciones y c\u00e1lculos innecesarios sin perder las garant\u00edas de estabilidad, seguimiento y seguridad.\u00a0<\/span><\/p><p><span style=\"font-weight: 400;\">La formulaci\u00f3n tambi\u00e9n busca garantizar un intervalo positivo entre activaciones consecutivas, para excluir el llamado comportamiento de Zeno (la aparici\u00f3n de una cantidad ilimitada de eventos en un intervalo finito) y favorecer una estrategia matem\u00e1ticamente consistente y computacionalmente realizable.<\/span><\/p><p><b>Desarrollo y evaluaci\u00f3n<\/b><\/p><p><span style=\"font-weight: 400;\">La investigaci\u00f3n se desarrollar\u00e1 durante tres a\u00f1os. En una primera etapa se formular\u00e1 el marco te\u00f3rico y se dise\u00f1ar\u00e1n los controladores \u00f3ptimos y cr\u00edticos para la seguridad, considerando estrategias basadas en la ecuaci\u00f3n de Riccati dependiente del estado (SDRE) y los an\u00e1lisis matem\u00e1ticos de estabilidad y seguridad correspondientes. Despu\u00e9s se incorporar\u00e1n tareas de seguimiento de trayectorias, perturbaciones ambientales, incertidumbres y restricciones operacionales variables, y en la etapa final se integrar\u00e1n los mecanismos de comunicaci\u00f3n y actualizaci\u00f3n activados por eventos para sistemas aut\u00f3nomos conectados en red.<\/span><\/p><p><span style=\"font-weight: 400;\">La validaci\u00f3n ser\u00e1 principalmente te\u00f3rica y computacional, mediante modelos no lineales y simulaciones en MATLAB y Simulink, que permitir\u00e1n evaluar la estabilidad, el cumplimiento de las restricciones de seguridad, la precisi\u00f3n del seguimiento, la frecuencia de comunicaci\u00f3n y la viabilidad computacional de los controladores. El proyecto contar\u00e1, adem\u00e1s, con la colaboraci\u00f3n de especialistas de Turqu\u00eda, China y M\u00e9xico, quienes aportar\u00e1n experiencia en control no lineal, rob\u00f3tica y sistemas aut\u00f3nomos.<\/span><\/p><p><span style=\"font-weight: 400;\">Aunque la propuesta ser\u00e1 validada mediante veh\u00edculos submarinos cooperativos, su formulaci\u00f3n general podr\u00eda servir como base para futuras adaptaciones a drones, robots m\u00f3viles, veh\u00edculos terrestres aut\u00f3nomos, manipuladores, sistemas industriales y redes de robots cooperativos. Esa transferencia no ser\u00e1 autom\u00e1tica, ya que cada plataforma requiere considerar sus propias din\u00e1micas, actuadores, condiciones operacionales y restricciones de seguridad.<\/span><\/p><p><i><span style=\"font-weight: 400;\">\u201cEste proyecto puede contribuir a Chile mediante la generaci\u00f3n de conocimiento cient\u00edfico, la formaci\u00f3n de estudiantes y equipos especializados, y la creaci\u00f3n de bases metodol\u00f3gicas que apoyen futuras innovaciones en sectores estrat\u00e9gicos como las operaciones marinas, la miner\u00eda, la industria, la log\u00edstica, el monitoreo ambiental y la rob\u00f3tica aut\u00f3noma\u201d<\/span><\/i><span style=\"font-weight: 400;\">, afirma el Dr. Mohammad Hosein Sabzalian.<\/span><\/p><p><em>Fotograf\u00eda: cedida<\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El acad\u00e9mico del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica de la Usach, Dr. Mohammad Hosein Sabzalian, lidera un proyecto Fondecyt de Iniciaci\u00f3n 2026 que busca desarrollar un marco de control seguro y cr\u00edtico para la seguridad de sistemas aut\u00f3nomos no lineales conectados en red. 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