完整符号表

EICPS 知识体系 105 个核心符号的统一定义,按模块分组

⚠️ 本页为 V0.1 时期符号表 · 数据化重建中

表中 𝓔 = M_phy × M_sem × M_lat 及相关流形符号已由 V0.2 废止;现行符号体系(ES 七元组、X_T、Z_adm、𝕋₃、UVR/FRR)见 修订说明

符号对齐总览

写作参考

三篇论文符号与 EICPS 理论框架的对应关系。写稿规范:每个新符号首次出现时,从对应行找到理论根基,在 §2 Background 或脚注中注明对应的理论结构。

Paper-01 语义嵌入覆盖完备性验证
论文符号 EICPS 理论对应 理论桥梁 对齐
覆盖完备性 SEC=1 等价于 V167L 是 的紧致覆盖;PCA 条件下可形式证明
谱维度 TwoNN 估计内在维度;对应 LB 算子非零特征值数量,刻画 V167L 子流形复杂度 ⚠️
(危险对阈值) 子图测地距离下界 划定 中"安全区"与"危险区"的边界;低于 的节点对进入 ⚠️
测地距离一阶近似 余弦距离是 子图上测地距离的一阶近似;高维嵌入下两者高度相关
域特化子流形 V167L 59 条词条嵌入在 中形成紧致聚类子流形;Paper-02 微调的对齐目标
Paper-02 Brain 层 LLM 微调与 Proposal 质量
论文符号 EICPS 理论对应 理论桥梁 对齐
危险区局部混淆概率 量化 LLM 在 危险对节点邻域的导航误差率;降 等价于在 邻域建立可靠的测地路由 ⚠️
Brain 路由函数 全局精度 在全局 子图上的路由命中率;与 独立,不可互替
vs 子流形距离 微调前通用 LLM 嵌入与领域子流形的投影不对齐程度;微调将两子流形拉近( ⚠️
嵌入投影坐标 指令 与词条 中的坐标; 均依赖这对坐标的相对位置
纵深防御安全链上界 ;H 降低一半即安全上界至少减半,三篇论文的核心连接公式
Paper-03 Spine · Body 纵深防御执行层
论文符号 EICPS 理论对应 理论桥梁 对齐
安全谱能级裕度 等价于轨迹到 势阱边缘( 能级)的距离; 触发安全 Jump ⚠️
FAILSAFE Flow-Jump 安全跳集 FAILSAFE 触发 ;停机安全态 = Jump 映射 ;est/flow-jump 直接实例 ❌ 稿中未写
(d-gap) 语义布里丹之驴 等价于查询落在 两节点的等距鞍点——谱诊断高熵判据(essp/spectral-diagnosis) ❌ 稿中未写
Flow 轨迹分离下界 是正确/错误 Flow 轨迹在 能级上完成分离的最短时间(实测 25s);est/flow-jump 时间界 ⚠️
外感受 / 接触感受 (STL-102 外感受);(STL-101 接触感受);essp/signal-types 信号分类 ❌ 稿中未写
纵深防御各层拦截率 接入 安全链,是三篇论文唯一直接共享的工程指标;Paper-03 的核心贡献量

✍️ 写作规范(三篇论文统一)

对齐 ✅:符号已有理论根基,首次出现时在 §2 末尾一句话点明对应理论结构(如"H 量化 M_sem 危险区域的局部混淆概率")。

部分对齐 ⚠️:理论连接已知但稿件未写,需在 §2 Background 或相关脚注补充一段桥接说明。

未对齐 ❌:概念完全等价但论文使用了独立工程描述,需在 §3/§4 对应位置加入括号注释(如"FAILSAFE 触发对应 Flow-Jump 框架的安全 Jump 集 D_emergency")。

三篇论文公用的核心公式:P(unsafe) ≤ H · (1−R_L2) · (1−R_L3) — 必须在每篇论文的 §5 Conclusion 或 Abstract 中出现一次,作为三篇一体的数学纽带。

对齐工作来源索引

每条对齐映射的理论出处与工程文档,写作时作为引用依据

对齐映射 EICPS 知识库节点 关键工程文档 适用论文
紧致覆盖 est/manifolds Paper-01 §3 定理;PCA 充分条件证明 P-01
↔ LB 算子谱维度 est/manifolds · est/spectral TwoNN 内在维度估计;Paper-01 §4 实验 P-01
危险区混淆 est/manifolds · est/hallucination Q-23 危险对幻觉率分析(/docs/qa/danger-pair-hallucination) P-02
↔ 子流形距离 est/manifolds Paper-02 §3 微调目标函数;d_W Wasserstein 下界 P-02
L1 规则卫士 ↔ Stage 0 物理幻觉过滤 est/physical-hallucination · syseng/evidence-pack Paper-03-术语对齐方案.md §3.1;Paper-03-写作补丁.md 补丁A P-03
↔ 语义布里丹之驴 essp/spectral-diagnosis Paper-03-术语对齐方案.md §3.3;Paper-03-写作补丁.md 补丁B P-03
STL-101/102 ↔ 时域实例 essp/structural-spectrum · essp/signal-types Paper-03-术语对齐方案.md §3.4;Paper-03-写作补丁.md 补丁C P-03
FAILSAFE ↔ Flow-Jump est/flow-jump Paper-03-术语对齐方案.md §3.4;Paper-03-写作补丁.md 补丁D P-03
syseng/evidence-pack · syseng/safety-chain Q-23 §"H 在安全链中的地位";三篇论文 §5 必须各引用一次 P-01 P-02 P-03
符号 名称 含义
流形与具身空间
\mathcal{E} 具身空间 统一承载语义、物理与信号约束的状态-结构空间
\mathcal{M}_{\text{phy}} 物理流形 由动力学方程与物理约束定义的连续状态空间
\mathcal{M}_{\text{sem}} 语义流形 由概念、语言与逻辑关系构成的离散图结构空间
\mathcal{M}_{\text{lat}} 隐变量流形 感知数据、环境状态、意图估计等隐变量的统计流形(信息几何;早期文本记作 M_data)
\Phi 语义-物理接口函子 Φ: M_sem → M_phy 的保结构映射;Φ(γ_sem) ∉ M_phy 即物理幻觉(范畴违例)。早期记作投影算子 Π
\gamma_{\text{sem}} 语义规划路径 语义流形上的操作序列(如 HTN 输出),经函子 Φ 映射到物理流形执行
T\mathcal{M} 切丛 流形上的切空间,表示系统在该点的可行瞬时运动方向
T^*\mathcal{M} 余切丛 描述力、梯度等协变量的对偶空间
\Delta_{\mathcal{M}} Laplace-Beltrami 算子 流形上的谱分析核心,推广了欧氏空间的拉普拉斯算子
\phi_k 流形特征函数 LB 算子第 k 个特征函数,构成流形上的谱基底
\lambda_k 流形特征值 满足 Δφ_k = λ_k φ_k;序列刻画流形几何结构
系统状态与动力学
x 系统状态向量 位置、姿态、速度等广义坐标
u 控制输入 电压、电流或力矩指令
\tau 执行力矩 执行器或关节输出力矩(动力学语境;Paper-01 另用 \tau 表示覆盖阈值,需在正文加注区分)
H(q,p) 哈密顿量 系统总能量函数,HNN 学习其梯度向量场
\text{Flow} 混合系统中的连续演化过程 ẋ = f(x,u)
\text{Jump} 混合系统中的离散跳变或模态切换 x⁺ = g(x)
结构谱
\mathcal{X}_{\text{geo}} 几何谱 黎曼度量与曲率流,描述空间可通过性
\mathcal{X}_{\text{topo}} 拓扑谱 持久同调与 Betti 数,描述空间可达性
\mathcal{X}_{\text{safe}} 安全谱 风险势能场的谱分解,描述空间危险性
李群与 SE(3)
SO(3) 旋转群 三维正交旋转矩阵群,det=1;机器人姿态的数学基础
SE(3) 刚体变换群 平移与旋转的半直积;描述完整刚体位姿
\mathfrak{so}(3) SO(3) 李代数 反对称矩阵空间,SO(3) 在单位元处的切空间
\mathfrak{se}(3) SE(3) 李代数 SE(3) 在单位元处的切空间,即速度旋量空间
\exp 指数映射 李代数 → 李群:将切向量映射回群元素
\log 对数映射 李群 → 李代数:exp 的局部逆映射
d_{GH} Gromov-Hausdorff 距离 量化两个度量空间之间的结构差异
d_W Wasserstein 距离 最优传输意义下的分布距离,量化隐变量流形上的分布偏移
具身变换 ET 与学习模型
ET 具身变换 流形上的几何泛函分析算子体系
\Sigma 结构域 从流形到行为语义的商空间
\text{PINN} 物理信息神经网络 将方程残差转化为损失函数,内嵌物理约束
\text{HNN} 哈密顿神经网络 学习辛梯度向量场,保证能量守恒
\theta 网络参数 神经网络的权重与偏置
\mathcal{L}_{\text{data}} 数据损失 基于观测数据构造的拟合损失函数
\mathcal{L}_{\text{phys}} 物理损失 基于物理方程或守恒律构造的约束损失函数
STL 信号时序逻辑
\varphi STL 规约 用时序算子描述的安全或任务约束公式(专用于 STL;Paper-03 嵌入函数另用 \phi_\mathrm{emb})
\rho(\varphi, \mathbf{x}, t) 鲁棒度 正值为满足裕量,负值为违反程度;实时监控信号
\rho^* 最小鲁棒度 任务全程 ρ 的最小值;ρ* ≥ 0 ⟺ 安全规约满足,EvidencePack 六元组 {P, A, x_act, φ, ρ*, v} 的判定核心
\mathbf{G}_{[a,b]}\,\varphi 全局算子 G 在时间区间 [a,b] 内,规约始终成立
\mathbf{F}_{[a,b]}\,\varphi 最终算子 F 在时间区间 [a,b] 内,规约至少一次成立
\varphi_1\,\mathbf{U}_{[a,b]}\,\varphi_2 直到算子 U φ₁ 持续成立直到 φ₂ 在 [a,b] 内成立
CBF 控制屏障函数
h(x) 屏障函数 h(x) ≥ 0 定义安全集;CBF-QP 以此构造安全约束
\mathcal{C} 安全集 {x | h(x) ≥ 0};CBF 保证状态始终在此集合内
L_f h,\; L_g h 李导数 屏障函数对系统向量场 f, g 的方向导数
u^* CBF 安全控制量 对标称控制量的最小修正,满足 CBF 安全约束
u_{\text{nom}} 标称控制量 来自 Brain 层规划的参考控制指令
\eta_{\text{CBF}} CBF 激活率 控制被 CBF 修正的时间比例;过高表示规划质量差
EKF 扩展卡尔曼滤波
x_k \in \mathbb{R}^n 真实状态 系统真实状态向量(不可直接观测)
z_k \in \mathbb{R}^m 观测量 传感器读数(编码器、IMU、视觉、力觉)
\hat{x}_{k|k} 后验状态估计 更新步后的最优估计,供 CBF 与 STL 监控使用
K_k 卡尔曼增益 权衡预测与观测可信度的动态权重矩阵
P_{k|k} 误差协方差 量化状态估计的不确定性;tr(P) 为 EvidencePack 质量指标
Q_k,\; R_k 过程/观测噪声协方差 分别描述模型不确定性与传感器噪声(EKF 语境;Paper-02 另用 Q(f) 表示路由命中率,下标区分)
F_k,\; H_k 状态/观测 Jacobian 非线性函数在当前估计点的一阶线性近似(EKF 语境;Paper-02 另用 H(rᵢ,rⱼ) 表示幻觉率,已在 Paper-02 组注明)
HTN 分层任务网络
\mathcal{T}_c,\; \mathcal{T}_p 复合/原始任务集 复合任务需递归分解;原始任务可直接执行
\mathcal{N} = (T, \prec, \alpha) 任务网络 任务集合、偏序约束与标签映射的三元组
m = (\text{task},\, \text{pre},\, \text{net}) 方法 适用任务、前置条件与子任务网络的方法定义
\sigma 任务解 所有原始任务的全序序列;HTN 规划的输出
系统架构层统一术语(三篇论文)
\text{Brain-LLM} 脑层语言模型(统一术语) 三篇论文统一用词:部署于机器人本地 Brain 层的领域专用紧凑型语言模型(≤3B 参数,≤8 GB VRAM,无云端依赖)。首次出现时注明:a compact domain-specialized LLM (≤3B params) fine-tuned on V167L vocabulary, running on-board without cloud connectivity。后文统称 Brain-LLM,不再使用"小参数模型""边缘 LLM""层边缘 LLM"等词。
\mathrm{SLM} 小型语言模型 Small Language Model;学术界对参数量 ≤7B 语言模型的标准称谓(源自 Microsoft Phi 系列)。Brain-LLM 是 SLM 的领域专用子集(3B 规模)。在 Related Work 中描述文献时使用 SLM,描述本文系统时使用 Brain-LLM。
\mathrm{L1},\, \mathrm{L2},\, \mathrm{L3} 三层纵深防御 L1 规则卫士(符号层物理幻觉过滤,EvidencePack Stage 0)· L2 Spine 语义路由(最近邻路由 + 欠定检测,Stage 1→2)· L3 Body STL 执行监控(运动轨迹形式验证,Stage 3)。拦截率 R_L2、R_L3 接入安全链 P(unsafe) ≤ H·(1−R_L2)·(1−R_L3)。
\text{EvidencePack} EvidencePack 执行流 EICPS 统一理论框架下的四阶段执行流水线:Stage 0(L1 物理幻觉过滤)→ Stage 1(Brain-LLM 生成 Proposal)→ Stage 2(L2 欠定检测与语义路由)→ Stage 3(L3 STL 形式验证)。三篇论文合并为该流水线的完整实例。
\text{Proposal} Proposal(路由候选) Brain-LLM 将操作员自然语言指令映射到 V167L(或 V_damp)词汇表节点的路由输出。经 L2/L3 验证后成为可执行的 ActionPlan;被 L1 拒绝则直接终止(verdict=REJECTED)。
\text{Spine} / \text{Body} Spine 层 / Body 层 Spine = L2 语义路由层(余弦距离最近邻 + 双门欠定检测器);Body = L3 物理执行层(STL-101/102 实时监控 + FAILSAFE Jump)。两层合称"纵深防御执行层",是 Paper-03 的核心研究对象。
\mathcal{V}_{167}^L \;/\; \mathcal{V}_{\text{damp}} V167L / V_damp 词汇表 V167L = 激光-UAV 异物清除 59 条规范词条(Paper-01/02 共用基准);V_damp = 防振锤作业 18 条核心词条(Paper-03 子集)。两者均是 M_sem 域特化子图的离散节点集,SEC=1 保证对操作员指令的完备覆盖。
语义覆盖完备性(Paper-01)
\mathcal{V}_{167} V167 词汇表(全集) Project 167 规程中所有规范任务描述的集合;V167L ⊂ V167
\mathcal{V}_{167}^L V167L 词汇表(激光子集) 适用于激光-UAV 异物清除的 59 条规程子集;SEC=1 已形式验证(Paper-01)
\mathcal{T} 任务空间全集 所有可能规程任务描述的全集;V167 ⊂ T
\mathcal{D}_{\text{task}} 任务数据集 用于验证 SEC 的指令-词条标注数据集,构成覆盖性实验输入
\mathcal{M}_{\text{sem}}^{\text{domain}} 领域语义流形 由 V167L 词条嵌入张成的领域语义子空间;Paper-02 fine-tuning 的对齐目标
\mathrm{SEC}(Q,\tau) 语义嵌入覆盖率 P(∃v∈V: sim(u,v)≥τ);Paper-01 核心指标,PCA 条件下 SEC=1(确定性保证)
\tau 语义覆盖阈值 判定指令是否被词汇表语义覆盖的余弦相似度临界值;Paper-01 参数
\delta 危险对余弦距离阈值 低于此阈值的词条对被判定为危险对;Paper-01 Definition 2
d_{\text{cos}}(\phi(r_i),\phi(r_j)) 词条余弦距离 两个 V167L 词条嵌入之间的语义距离,危险对识别的度量基础
n_{\text{eff}} 有效语义维度 TwoNN 方法估计的领域语义流形内在维度;刻画 V167L 的信息密度
Brain 层 · Proposal 质量(Paper-02)
\mathcal{V}_{167}^L V167L 词汇表 59 条标准作业规程节点的规范任务词汇表(Paper-01 SEC=1 验证)
\mathcal{U}_{\text{domain}} 领域指令空间 ASR 转录后的操作员自然语言指令的集合空间
f: \mathcal{U} \to \mathcal{V}_{167}^L \cup \{\text{reject}\} LLM 路由函数 Brain 层 LLM 将指令映射到 V167L 节点或拒绝输出;f_LLM 为具体实例,\hat{r} 为其输出(EvidencePack Proposal)
\hat{r} \in \mathcal{V}_{167}^L LLM Proposal 输出 LLM 路由函数 f 的输出节点;即 EvidencePack Stage 1 Proposal,经 Interface A 传至 Spine
Q(f) Proposal 命中率 LLM 输出落在正确 V167L 节点的概率;目标 ≥ 0.90(微调后)
Q(f)_0,\; Q(f)_{\mathrm{FT}} 命中率·微调前/后 下标 0 = 零样本基线;FT = QLoRA 领域微调后。实测:3B: 0.480→0.944;7B: 0.678(无FT)
H(r_i, r_j) 危险对幻觉率 P(f(u)=rᵢ | intent(u)=rⱼ),(rᵢ,rⱼ)∈P_danger;目标 < 0.05(注:与 EKF H_k 不同)
H_0,\; H_{\mathrm{FT}} 幻觉率·微调前/后 下标 0 = 零样本;FT = 微调后。实测:3B: 0.256→0.016(16.5× 改善)
\mathrm{intent}(u) 指令真实意图 H 定义中的条件:操作员指令 u 的真实目标节点 rⱼ(测试集中由人工标注确定)
\mathcal{P}_{\text{danger}} 危险对集合 V167L 中语义相近但物理后果截然不同的节点对集合;|E_danger|=35 条
G_{\text{danger}} 危险图 以 V167L 节点为顶点、危险对为边的稀疏图;43 节点,32 边;Paper-02 定义,Paper-03 Spine 路由引用
d_{\text{Sem}} 语义对齐距离 1 − avg_v max_u cos(ϕ(u),ψ(v));值越小表示 LLM 语义空间与 M_sem^domain 越对齐;微调目标:最小化
L Lipschitz 常数 谱泛化界 Thm.1 中 f 的 Lipschitz 常数:Q(f_gen)−Q(f_dom)≤L·d_Sem;实践中以梯度范数代理 L̂=E[‖∇_u log P_f‖] 近似
\phi(u) LLM 指令嵌入 LLM 对输入指令 u 产生的语义嵌入向量;用于 d_Sem 余弦相似度计算
\psi(v) 词条参考嵌入 V167L 词条 v 的领域参考语义嵌入向量;骨干:BGE-large-zh-v1.5(E5-large 对照验证)
T_{\mathrm{inf}} 单次推理延迟 Brain 层 LLM 单条查询推理耗时;接口 A 合规判据:T_inf ∈ [500ms, 2000ms];实测:3B_ft 均值 1253ms,P95 1323ms
N_{\mathrm{train}} 微调训练样本数 QLoRA 微调训练集规模;Paper-02 实验:N_train=510(验证集 125);由 V167L×8 模板 + 欠定/矛盾/危险对强化样本组成
P(\text{unsafe}) 系统不安全概率上界 P(unsafe) ≤ H·(1−R_L2)·(1−R_L3);H 是 Brain 层安全贡献的一阶系数;3B_ft 代入:≤155 ppm
Spine · Body 纵深防御(Paper-03)
R_{L2} L2 Spine 拦截率 Spine 语义路由层拦截 Brain 错误 Proposal 的概率;Paper-03 核心指标
R_{L3} L3 Body STL 拦截率 Body STL 执行监控层对运动轨迹异常的硬性拦截概率;Paper-03
\mathcal{V}_{\text{damp}} 防振锤专用词汇表 Paper-03 针对防振锤作业的 18 条核心词条子集;含 P2 拆除与 P3 安装全部操作
\phi_{\mathrm{emb}}: \mathcal{V}_{\text{damp}} \to \mathbb{R}^d 词汇嵌入函数 将 V_damp 词条映射到 M_sem 嵌入空间的投影函数;余弦距离路由的基础(与 Paper-02 的 \phi(u) 同体系;\varphi 保留给 STL 规约)
\Delta d d-gap 欠定距离差 查询到 top-1 与 top-2 节点的余弦距离之差;Δd < δ 触发欠定(语义布里丹之驴)检测
G_{\text{danger}}=(\mathcal{V},\mathcal{E}_{\text{danger}}) 危险图 以 V_damp 节点为顶点、危险对为边的稀疏图;Spine 路由门的判定依据
\mathcal{E}_{\text{danger}} 危险图边集 G_danger 的边集,等价于危险对集合;危险对门(d_gap < δ 且 top1 ∈ 危险对)的判据
h_{\text{route}}(x) 路由级 CBF Spine 层语义路由安全约束的控制屏障函数;h≥0 保证路由在安全区域
u_{\text{nom}} 标称控制量 来自 Brain Proposal 的参考控制指令;CBF 安全滤波的输入
\rho(\phi_{\mathrm{emb}}, \sigma) STL 鲁棒度 Signal Temporal Logic 鲁棒度:ρ>0 表示轨迹在 X_safe 内,ρ<0 触发 FAILSAFE Jump(与 STL 组 ρ(φ,x,t) 同符,φ 此处为 STL 规约,σ 为离散轨迹序列)
t_{\text{act}} Flow-Jump 分离时刻 STL 轨迹在 t_act 完成正确/错误操作的分离(Paper-03 实测 t_act=25s)
\varepsilon_{\text{pos}} 末端位置误差 外感受信号(投影空间 Y),对应 STL-102 位置偏差约束

共 105 个符号 · 13 个模块分组