44、MORPH：配置与行为自适应的参考架构解析

MORPH：配置与行为自适应的参考架构解析

1. 引言

自适应系统能够在运行时根据环境、自身能力和目标的变化来调整其行为。目前，基于架构的自适应方法涉及系统配置（如组件、绑定和操作参数）的运行时更改以及行为更新（如组件编排）。常见的做法是实现一个类似 MAPE - K 循环的框架，从一组预定义的适应策略中选择计划；另一种方法是让自适应系统具备自动规划或合成能力，以在运行时开发新策略。

现有的架构自适应方法融合了动态重新配置和离散事件控制理论两个关键领域的元素。然而，在呈现自适应架构时，配置和行为控制的概念通常被混为一谈，降低了整体架构的适应性。实际上，配置和行为的自动更改应对不同的适应场景，应尽可能独立管理，但它们又相互关联，有时更改其中一个就不得不更改另一个。因此，需要一个可扩展的架构框架，明确不同类型的适应是如何发生的。

以无人机（UAV）为例：
- GPS 组件故障 ：当无人机的 GPS 组件出现故障时，可能需要进行重新配置，通过对其他传感器数据进行三角测量来提供位置信息。这可能涉及停用导航系统、卸载 GPS 组件，并加载其他传感器组件以及用于三角测量的组件。而跟踪任务状态的行为策略应不受此更改的影响。这种重新配置适应策略可以使用基于 SMT 求解器或规划器的方法在运行时自动计算。
- 意外位置 ：由于意外的天气条件，无人机到达意外位置，当前的搜索和收集策略可能不再适用。此时，行为策略需要进行修订，优先考虑电池电量安全，重新确定剩余搜索区域的优先级。这种行为策略可以使用基于控制器合成的方法在运行时自动计算。
- 机械臂抓手故障 ：当