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Ensuring Safety of Machine Learning Components Using Operational Design Domain

Torens, Christoph und Jünger, Franz und Schirmer, Sebastian und Schopferer, Simon und Zhukov, Dmytro und Dauer, Johann C. (2023) Ensuring Safety of Machine Learning Components Using Operational Design Domain. In: AIAA SciTech 2023 Forum, Seiten 1-14. AIAA SciTech 2023 Forum, 2023-01-23 - 2023-01-27, National Harbor, MD & Online. doi: 10.2514/6.2023-1124.

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Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2023-1124

Kurzfassung

The introduction of machine learning in the aviation domain is an ongoing process. This is also true for safety-critical domains, especially for the area of Urban Air Mobility. A significant growth in number of air taxis and an increasing level of autonomy is to be expected allowing for operating a large number of air taxis in complex urban environments. Due to the complexity of the tasks and the environment, key autonomy functions will be realized using machine learning, for example the camera-based detection of objects. However, the safety assurance for avionics systems using machine learning components is challenging. This work investigates safety and verification aspects of machine learning components. A camera-based detection of humans on the ground, e.g. to assess a potential landing area, serves as an example for an machine learning-based autonomy functio and was integrated into an Unmanned Aircraft. In the context of this exemplary machine learning component, the concept of Operational Design Domain as recently adapted European Aviation Safety Agency in the context of machine learning assurance is described along with other key concepts of machine learning assurance. Furthermore, runtime assurance is used to monitor conformance to the Operational Design Domain during flight. The presented flight test results indicate that monitoring the Operational Design Domain can support performance as well as the safety of the operation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196759/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Ensuring Safety of Machine Learning Components Using Operational Design Domain
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Torens, ChristophChristoph.Torens (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0651-4390145585669
Jünger, FranzFranz.Juenger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schirmer, Sebastiansebastian.schirmer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4596-2479NICHT SPEZIFIZIERT
Schopferer, SimonSimon.Schopferer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5254-3961NICHT SPEZIFIZIERT
Zhukov, DmytroDmytro.Zhukov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dauer, Johann C.Johann.Dauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8287-2376NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 Januar 2023
Erschienen in:AIAA SciTech 2023 Forum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2023-1124
Seitenbereich:Seiten 1-14
Status:veröffentlicht
Stichwörter:urban air mobility, machine learning, operational design domain, safety, safe autonomy
Veranstaltungstitel:AIAA SciTech 2023 Forum
Veranstaltungsort:National Harbor, MD & Online
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 Januar 2023
Veranstaltungsende:27 Januar 2023
Veranstalter :AIAA
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Unbemannte Flugsysteme
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik > Unbemannte Luftfahrzeuge
Institut für Flugsystemtechnik
Hinterlegt von: Torens, Christoph
Hinterlegt am:30 Okt 2023 16:21
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:57

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