Attack-Resilient Supervisory Control of Discrete-Event Systems

In this work, we study the problem of supervisory control of discrete-event systems (DES) in the presence of attacks that tamper with inputs and outputs of the plant. We consider a very general system setup as we focus on both deterministic and nondeterministic plants that we model as finite state transducers (FSTs); this also covers the conventional approach to modeling DES as deterministic finite automata. Furthermore, we cover a wide class of attacks that can nondeterministically add, remove, or rewrite a sensing and/or actuation word to any word from predefined regular languages, and show how such attacks can be modeled by nondeterministic FSTs; we also present how the use of FSTs facilitates modeling realistic (and very complex) attacks, as well as provides the foundation for design of attack-resilient supervisory controllers. Specifically, we first consider the supervisory control problem for deterministic plants with attacks (i) only on their sensors, (ii) only on their actuators, and (iii) both on their sensors and actuators. For each case, we develop new conditions for controllability in the presence of attacks, as well as synthesizing algorithms to obtain FST-based description of such attack-resilient supervisors. A derived resilient controller provides a set of all safe control words that can keep the plant work desirably even in the presence of corrupted observation and/or if the control words are subjected to actuation attacks. Then, we extend the controllability theorems and the supervisor synthesizing algorithms to nondeterministic plants that satisfy a nonblocking condition. Finally, we illustrate applicability of our methodology on several examples and numerical case-studies

Learning Optimal Strategies for Temporal Tasks in Stochastic Games

Synthesis from linear temporal logic (LTL) specifications provides assured controllers for systems operating in stochastic and potentially adversarial environments. Automatic synthesis tools, however, require a model of the environment to construct controllers. In this work, we introduce a model-free reinforcement learning (RL) approach to derive controllers from given LTL specifications even when the environment is completely unknown. We model the problem as a stochastic game (SG) between the controller and the adversarial environment; we then learn optimal control strategies that maximize the probability of satisfying the LTL specifications against the worst-case environment behavior. We first construct a product game using the deterministic parity automaton (DPA) translated from the given LTL specification. By deriving distinct rewards and discount factors from the acceptance condition of the DPA, we reduce the maximization of the worst-case probability of satisfying the LTL specification into the maximization of a discounted reward objective in the product game; this enables the use of model-free RL algorithms to learn an optimal controller strategy. To deal with the common scalability problems when the number of sets defining the acceptance condition of the DPA (usually referred as colors), is large, we propose a lazy color generation method where distinct rewards and discount factors are utilized only when needed, and an approximate method where the controller eventually focuses on only one color. In several case studies, we show that our approach is scalable to a wide range of LTL formulas, significantly outperforming existing methods for learning controllers from LTL specifications in SGs

Organik Tavukçuluk Projesi (Organik Etlik Piliç Yetiştiriciliği)

Ülkemizde bu konu ile ilgili olarak ilk olan bu projede organik ve konvansiyonel etlik piliç yetiştiriciliği verim, kalite ve maliyet yönleriyle karşılaştırılmıştır. Projede aynı zamanda, organik etlik piliç yetiştiriciliğinde yerli yem katkı maddesi olan eterik yağ katkısının kullanılabilirliği araştırılmıştır. Projede yavaş gelişen ve hızlı gelişen etlik piliç genotipleri kullanılmıştır. Yavaş gelişen etlik piliçler hem organik hem de konvansiyonel, hızlı gelişen etlik piliçler sadece konvansiyonel şartlarda yetiştirilmiştir. Yavaş gelişen etlik piliçler organik sistemde daha iyi yemden yararlanma değeri gösterirken, konvansiyonel sistemde yetiştirilen hızlı gelişen etlik piliçlere göre yaklaşık % 51 daha kötü yemden yararlanma değeri elde edilmiştir. Kalite parametreleri açısından farklılık genelde genotip farklılığından kaynaklanmıştır. Organik sistem kalite, lezzet ve sağlık açısından incelenen parametrelerde herhangi bir iyileşme sağlamamıştır. Omega-3 miktarının organik piliç etinde daha az çıkması organik sistem için beklenenin tam tersi bir durum olup, bu konuda daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Eterik yağ karışımı katkısı, konvansiyonel hızlı gelişen grupta yemden yararlanma ve mortalite oranında önemli iyileşmeler sağlarken, yavaş gelişen etlik piliç gruplarında incelenen özellikler açısından herhangi bir farklılık oluşturmamıştır. Gerek yemden yararlanma değerindeki kötüleşmenin, gerekse maliyetlerdeki yüksekliğin, organik piliç etinin konvansiyonel piliç etine kıyasla 2 katı fiyatla satılması ile giderilebileceği ve daha karlı bir üretim olacağı görülmüştür. Bu proje ile ülkemizde ilk kez organik etlik piliç yetiştiriciliği başarılı bir şekilde bilimsel olarak incelenmiş ve uygulanmıştır. Yem kompozisyonu, genotip ve gezinme alanı bitki örtüsü ile organik sistemde yetiştirilen etlik piliçlerin besi performansı ve et kalitesi arasındaki ilişkilerin ortaya konduğu daha fazla sayıda araştırmaya ihtiyaç vardır

Organik Tavukçuluk Projesi (Organik Yumurta Tavukçuluğu)

Bu çalışmada, dış kaynaklı beyaz (Lohmann LSL) ve yerli kahverengi (ATAK-S) yumurtacı tavukların organik ve konvansiyonel sistemde yetiştirilmelerinin yumurta verim performansı, yumurta iç ve kabuk kalitesi, yumurtanın kısımları, protein oranı, kolesterol miktarı ile yağ asitleri kompozisyonu üzerine etkileri incelenmiştir. Her iki yetiştirme sistemde de beyaz yumurtacılar yerli kahverengi yumurtacılara kıyasla daha yüksek yumurta verim ve ağırlığına sahip olmuşlardır. Organik sistemde beyaz yumurtacıların yumurta verimi ve toplam yumurta sayısı düşerken, kahverengi yumurtacıların yükselmiştir. Beyaz yumurtacıların yaşama gücü kahverengi yumurtacılara kıyasla organik sistemde % 14 düzeyinde daha düşük olup, ölümler kanibalizmden kaynaklanmıştır. Organik sistemde yumurta ağırlığı beyaz yumurtacılarda rakamsal, kahverengi yumurtacılarda ise istatistiki olarak artmıştır. Organik sistemde yem tüketimi yönünden genotipler arasında fark bulunmazken, kafes sisteminde kahverengi yumurtacılar beyaz yumurtacılardan % 3.77 oranında daha fazla yem tüketmişlerdir. Beyaz yumurtacılar kahverengi yumurtacılara kıyasla her iki yetiştirme sisteminde de daha düşük yemden yararlanma değerine sahip olmuşlardır. Yemden yararlanma değeri organik sistemde kafes sistemine kıyasla beyaz yumurtacılarda % 21.0, kahverengi yumurtacılarda ise % 8.8 düzeyinde kötüleşmiştir. Yumurta kabuk ve iç kalitesi beyaz yumurtacılarda daha iyidir. Yetiştirme sisteminin yumurta ak, sarı ve kabuk oranına, genotipin ak ve kabuk oranı üzerine olan etkileri önemli bulunmuştur (P<0,05). Her iki genotipte de organik yumurtaların kabuk oranının konvansiyonele kıyasla daha yüksek olduğu görülmüştür. Organik ve konvansiyonel beyaz yumurtalarda, kahverengi yumurtalara göre daha yüksek kabuk oranı olduğu tespit edilmiştir. Yumurta protein oranı üzerinde yetiştirme sisteminin etkisi önemsiz (P>0,05), genotip etkisi önemli (P0,05). Organik ve konvansiyonel yumurtaların linolenik ve toplam omega-3 yağ asitleri ile omega-6/omega-3 oranları arasında önemli (P<0,05) farklılıklar bulunmuştur. Organik yumurtaların omega-3 içeriği konvansiyonel yumurtalardan daha düşük, omega-6/omega-3 oranı ise daha yüksektir. Sonuç olarak, yetiştirme sistemi ve genotip incelenen yumurta verim ve kalite parametreleri üzerine önemli etkilerde bulunmuştur