tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2026-12-3-139-150CMCIHUtuzsut-813Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGIES AND TELECOMMUNICATIONМетод адаптивного выбора режима информационного обмена в системе связи для оптимизации управления группировкой робототехнических комплексов при кибервоздействияхAdaptive Selection Method for the Information Exchange Mode in a Communication System for Optimizing Control of a Robotic Complex Group under Cyber Impactshttps://orcid.org/0000-0001-5641-0410РабинА. В.RabinA. V.

доктор технических наук, доцент, проректор по научной работе 

St. Petersburg, 193232

rabin.av@sut.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3736-4743ЛипатниковВ. А.LipatnikovV. A.

доктор технических наук, профессор, старший научный сотрудник научно-исследовательского центра 

St. Petersburg, 194064

lipatnikovanl@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-3617-3439АндреевИ. А.AndreevI. A.

оператор научной роты 

St. Petersburg, 194064

andreev.ilia.1984@mail.ruСанкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-БруевичаРоссияThe Bonch-Bruevich Saint Petersburg State University of TelecommunicationsRussian FederationВоенная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. БуденногоРоссияTelecommunications Military AcademyRussian Federation202609062026123139150Copyright © Рабин А.В., Липатников В.А., Андреев И.А., 20262026Рабин А.В., Липатников В.А., Андреев И.А.Rabin A.V., Lipatnikov V.A., Andreev I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/813

Актуальность. Актуальность исследования обусловлена развитием концепции Internet of Robotic Things, в рамках которой робототехнические устройства рассматриваются как сетевые интеллектуальные объекты, взаимодействующие с облачными, периферийными, сенсорными и управляющими компонентами. Цель работы. Целью работы является разработка метода адаптивного выбора режима информационного обмена в системе связи группировки робототехнических комплексов, обеспечивающего повышение устойчивости управления при кибервоздействиях и деградации каналов связи. Решение. В статье предложен метод адаптивного выбора режима информационного обмена в системе связи для оптимизации управления группировкой робототехнических комплексов при кибервоздействиях и деградации каналов связи. Научная новизна. Научная новизна работы заключается в разработке метода адаптивного выбора режима информационного обмена, основанного на совместной оценке критериев доступности, целостности, своевременности доставки сообщений и операционной связности. Вычислительный эксперимент , выполненный для группировки из 20 робототехнических комплексов, показал, что при комбинированном кибервоздействии предложенный метод обеспечивает доступность доставки сообщений 0,804, целостность сообщений 0,988, снижает количество принятых ложных сообщений до 1932 и уменьшает среднее число переключений режима до 6,3 за один прогон. Практическая значимость. Практическая значимость результатов заключается в возможности применения разработанного метода при проектировании и совершенствовании систем связи управления группировками робототехнических комплексов, функционирующих в условиях кибервоздействий и деградации каналов связи.

Relevance. The relevance of this study is further enhanced by the evolution of the Internet of Robotic Things (IoRT) concept, in which robotic devices operate as intelligent networked entities interacting with cloud, edge, sensing, and control components. Purpose. The purpose of this study is to develop an adaptive information exchange mode selection method for communication systems of robotic system groups to improve control resilience under cyberattacks and communication channel degradation. Methods. The paper proposes an adaptive information exchange mode selection method for optimizing the control of robotic system groups under cyberattacks and communication channel degradation. Scientific novelty. The scientific novelty of the proposed approach lies in the development of an adaptive information exchange mode selection method based on the joint assessment of communication availability, message integrity, delivery timeliness, and operational connectivity. A computational experiment involving a group of 20 robotic systems demonstrated that, under combined cyberattacks, the proposed method achieved a message delivery availability of 0.804 and a message integrity of 0.988, reduced the number of accepted false messages to 1,932, and decreased the average number of operating mode switches to 6.3 per simulation run. Practical significance. The practical significance of the proposed method lies in its applicability to the design and enhancement of communication systems for robotic system groups operating under cyberattacks and communication channel degradation.

робототехнический комплексгруппировка робототехнических комплексовсистема связи управленияинформационный обменкибервоздействиедоступностьцелостность данныхзадержка передачиадаптивный выбор режимаmulti-robot systemsInternet of Robotic Thingsrobotic complexrobotic complex groupcommunication control systeminformation exchangecyber impactavailabilitydata integritydelivery delayadaptive mode selectionmulti-robot systemsInternet of Robotic ThingsReferencesKabir H., Tham M.-L., Chang Y. C. Internet of Robotic Things for Mobile Robots: Concepts, Technologies, Challenges, Applications, and Future Directions // Digital Communications and Networks. 2023. Vol. 9, No. 6. P. 1265–1290. DOI: 10.1016/j.dcan.2023.05.006.Kabir H., Tham M.-L., Chang Y. C. Internet of Robotic Things for Mobile Robots: Concepts, Technologies, Challenges, Applications, and Future Directions // Digital Communications and Networks. 2023. Vol. 9, No. 6. P. 1265–1290. DOI: 10.1016/j.dcan.2023.05.006.Krejčí J., Babiuch M., Suder J., Krys V., Bobovský Z. Internet of Robotic Things: Current Technologies, Challenges, Applications, and Future Research Topics // Sensors. 2025. Vol. 25, No. 3. Article 765. DOI: 10.3390/s25030765.Krejčí J., Babiuch M., Suder J., Krys V., Bobovský Z. Internet of Robotic Things: Current Technologies, Challenges, Applications, and Future Research Topics // Sensors. 2025. Vol. 25, No. 3. Article 765. DOI: 10.3390/s25030765.Rahim M. A., Rokonuzzaman M., Alqumsan A. A., Arogbonlo A., Islam M. Z., Trinh H., Islam M. S. An Intelligent and Secure Internet of Robotic Things: A Review and Conceptual Framework // Internet of Things. 2025. Vol. 33. Article 101684. DOI: 10.1016/j.iot.2025.101684.Rahim M. A., Rokonuzzaman M., Alqumsan A. A., Arogbonlo A., Islam M. Z., Trinh H., Islam M. S. An Intelligent and Secure Internet of Robotic Things: A Review and Conceptual Framework // Internet of Things. 2025. Vol. 33. Article 101684. DOI: 10.1016/j.iot.2025.101684.Zafir E. I., Akter A., Islam M. N., Hasib S. A., Islam T., Sarker S. K., Muyeen S. M. Enhancing Security of Internet of Robotic Things: A Review of Recent Trends, Practices, and Recommendations with Encryption and Blockchain Techniques // Internet of Things. 2024. Vol. 28. Article 101357. DOI: 10.1016/j.iot.2024.101357.Zafir E. I., Akter A., Islam M. N., Hasib S. A., Islam T., Sarker S. K., Muyeen S. M. Enhancing Security of Internet of Robotic Things: A Review of Recent Trends, Practices, and Recommendations with Encryption and Blockchain Techniques // Internet of Things. 2024. Vol. 28. Article 101357. DOI: 10.1016/j.iot.2024.101357.Gielis J., Shankar A., Prorok A. A Critical Review of Communications in Multi-Robot Systems // Current Robotics Reports. 2022. Vol. 3. P. 213–225. DOI: 10.1007/s43154-022-00090-9.Gielis J., Shankar A., Prorok A. A Critical Review of Communications in Multi-Robot Systems // Current Robotics Reports. 2022. Vol. 3. P. 213–225. DOI: 10.1007/s43154-022-00090-9.Botta A., Rotbei S., Zinno S., Ventre G. Cyber Security of Robots: A Comprehensive Survey // Intelligent Systems with Applications. 2023. Vol. 18. Article 200237. DOI: 10.1016/j.iswa.2023.200237.Botta A., Rotbei S., Zinno S., Ventre G. Cyber Security of Robots: A Comprehensive Survey // Intelligent Systems with Applications. 2023. Vol. 18. Article 200237. DOI: 10.1016/j.iswa.2023.200237.Tanimu J. A., Abada W. Addressing Cybersecurity Challenges in Robotics: A Comprehensive Overview // Cyber Security and Applications. 2025. Vol. 3. Article 100074. DOI: 10.1016/j.csa.2024.100074.Tanimu J. A., Abada W. Addressing Cybersecurity Challenges in Robotics: A Comprehensive Overview // Cyber Security and Applications. 2025. Vol. 3. Article 100074. DOI: 10.1016/j.csa.2024.100074.Papoutsakis M., Hatzivasilis G., Michalodimitrakis E., Ioannidis S., Michael M., Savva A., Nikolaou P., Stokkou E., Bozdemir G. SESAME: Automated Security Assessment of Robots and Modern Multi-Robot Systems // Electronics. 2025. Vol. 14, No. 5. Article 923. DOI: 10.3390/electronics14050923.Papoutsakis M., Hatzivasilis G., Michalodimitrakis E., Ioannidis S., Michael M., Savva A., Nikolaou P., Stokkou E., Bozdemir G. SESAME: Automated Security Assessment of Robots and Modern Multi-Robot Systems // Electronics. 2025. Vol. 14, No. 5. Article 923. DOI: 10.3390/electronics14050923.Bhardwaj A., Bharany S., Rehman A. U., Tejani G. G., Hussen S. Securing Cyber-Physical Robotic Systems for Enhanced Data Security and Real-Time Threat Mitigation // EURASIP Journal on Information Security. 2025. Vol. 2025. Article 1. DOI: 10.1186/s13635-025-00186-7.Bhardwaj A., Bharany S., Rehman A. U., Tejani G. G., Hussen S. Securing Cyber-Physical Robotic Systems for Enhanced Data Security and Real-Time Threat Mitigation // EURASIP Journal on Information Security. 2025. Vol. 2025. Article 1. DOI: 10.1186/s13635-025-00186-7.National Institute of Standards and Technology. The NIST Cybersecurity Framework (CSF) 2.0. NIST Cybersecurity White Paper 29. Gaithersburg: NIST, 2024. DOI: 10.6028/NIST.CSWP.29.National Institute of Standards and Technology. The NIST Cybersecurity Framework (CSF) 2.0. NIST Cybersecurity White Paper 29. Gaithersburg: NIST, 2024. DOI: 10.6028/NIST.CSWP.29.Zhou L., Tokekar P. Multi-Robot Coordination and Planning in Uncertain and Adversarial Environments // Current Robotics Reports. 2021. DOI: 10.1007/s43154-021-00046-5.Zhou L., Tokekar P. Multi-Robot Coordination and Planning in Uncertain and Adversarial Environments // Current Robotics Reports. 2021. DOI: 10.1007/s43154-021-00046-5.Lee S., Min B.-C. Distributed Control of Multi-Robot Systems in the Presence of Deception and Denial of Service Attacks. arXiv:2102.00098. 2021.Lee S., Min B.-C. Distributed Control of Multi-Robot Systems in the Presence of Deception and Denial of Service Attacks. arXiv:2102.00098. 2021.Taheri M., Khorasani K., Shames I., Meskin N. Undetectable Cyber Attacks on Communication Links in Multi-Agent CyberPhysical Systems. arXiv:2009.06173. 2020.Taheri M., Khorasani K., Shames I., Meskin N. Undetectable Cyber Attacks on Communication Links in Multi-Agent CyberPhysical Systems. arXiv:2009.06173. 2020.Bahrami R., Jafarnejadsani H. Distributed Detection of Adversarial Attacks for Resilient Cooperation of Multi-Robot Systems with Intermittent Communication. arXiv:2410.04547. 2024.Bahrami R., Jafarnejadsani H. Distributed Detection of Adversarial Attacks for Resilient Cooperation of Multi-Robot Systems with Intermittent Communication. arXiv:2410.04547. 2024.Yeke D., et al. Automated Discovery of Semantic Attacks in Multi-Robot Navigation Systems // Proceedings of the USENIX Security Symposium. 2025.Yeke D., et al. Automated Discovery of Semantic Attacks in Multi-Robot Navigation Systems // Proceedings of the USENIX Security Symposium. 2025.Bahrami R., Jafarnejadsani H. Multi-Robot Coordination with Adversarial Perception. arXiv:2504.09047. 2025.Bahrami R., Jafarnejadsani H. Multi-Robot Coordination with Adversarial Perception. arXiv:2504.09047.2025.Tasooji T. K., Parasuraman R. Distributed Fault-Tolerant Multi-Robot Cooperative Localization in Adversarial Environments. arXiv:2507.06750. 2025.Tasooji T. K., Parasuraman R. Distributed Fault-Tolerant Multi-Robot Cooperative Localization in Adversarial Environments. arXiv:2507.06750. 2025.Li P., Liu J., Wu Y., Zhou L. Failure-Aware Multi-Robot Coordination for Resilient and Adaptive Target Tracking. arXiv:2508.02529. 2025.Li P., Liu J., Wu Y., Zhou L. Failure-Aware Multi-Robot Coordination for Resilient and Adaptive Target Tracking. arXiv:2508.02529. 2025.Ballotta L., Talak R. Safe Distributed Control of Multi-Robot Systems with Communication Delays // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2025. arXiv:2402.09382.Ballotta L., Talak R. Safe Distributed Control of Multi-Robot Systems with Communication Delays // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2025. arXiv:2402.09382.Jo D., Kwon Y. Generation of Critical Information and Sharing Mechanism for Multi-Robot Mission Success // IEEE Access. 2025. Vol. 13. P. 146855–146873. DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3600319.Jo D., Kwon Y. Generation of Critical Information and Sharing Mechanism for Multi-Robot Mission Success // IEEE Access. 2025. Vol. 13. P. 146855–146873. DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3600319.Kikissagbe B. R., Adda M. Machine Learning-Based Intrusion Detection Methods in IoT Systems: A Comprehensive Review // Electronics. 2024. Vol. 13, No. 18. Article 3601. DOI: 10.3390/electronics13183601.Kikissagbe B. R., Adda M. Machine Learning-Based Intrusion Detection Methods in IoT Systems: A Comprehensive Review // Electronics. 2024. Vol. 13, No. 18. Article 3601. DOI: 10.3390/electronics13183601.Hozouri A., Mirzaei A., Effatparvar M. A Comprehensive Survey on Intrusion Detection Systems with Advances in Machine Learning, Deep Learning and Emerging Cybersecurity Challenges // Discover Artificial Intelligence. 2025. Vol. 5. Article 314. DOI: 10.1007/s44163-025-00578-1.Hozouri A., Mirzaei A., Effatparvar M. A Comprehensive Survey on Intrusion Detection Systems with Advances in Machine Learning, Deep Learning and Emerging Cybersecurity Challenges // Discover Artificial Intelligence. 2025. Vol. 5. Article 314. DOI: 10.1007/s44163-025-00578-1.Котенко И.В., Саенко И.Б., Липатников В.А., Андреев И.А. Метод динамического обнаружения киберугроз в распределенных системах Интернета вещей на основе генеративных моделей // Прикладная информатика. 2026. Т. 21. № 2. С. 102–118. DOI: 10.37791/2687-0649-2026-21-2-102-118.Котенко И.В., Саенко И.Б., Липатников В.А., Андреев И.А. Метод динамического обнаружения киберугроз в распределенных системах Интернета вещей на основе генеративных моделей // Прикладная информатика. 2026. Т. 21. № 2. С. 102–118. DOI: 10.37791/2687-0649-2026-21-2-102-118.Липатников В.А., Мелехов К.В. Способ обработки результатов сетевого контроля при поддержке принятия решения администратора безопасности информации. В сборнике: Актуальные проблемы защиты и безопасности. Труды XXVII Всероссийской научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 2024. С. 306-310.Липатников В.А., Мелехов К.В. Способ обработки результатов сетевого контроля при поддержке принятия решения администратора безопасности информации. В сборнике: Актуальные проблемы защиты и безопасности. Труды XXVII Всероссийской научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 2024. С. 306-310.Липатников В.А., Парфиров В.А. Метод поддержки принятия решения при управлении сетью связи на основе технологии нейронных сетей. В сборнике: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2024). Материалы XIII Международной научно-технической и научно-методической конференции. СанктПетербург, 2024. С. 467-472.Липатников В.А., Парфиров В.А. Метод поддержки принятия решения при управлении сетью связи на основе технологии нейронных сетей. В сборнике: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2024). Материалы XIII Международной научно-технической и научно-методической конференции. СанктПетербург, 2024. С. 467-472.Chen W., Chi W., Ji S., Ye H., Liu J., Jia Y., Yu J., Cheng J. A Survey of Autonomous Robots and Multi-Robot Navigation: Perception, Planning and Collaboration // Biomimetic Intelligence and Robotics. 2025. Vol. 5, No. 2. Article 100203. DOI: 10.1016/j.birob.2024.100203.Chen W., Chi W., Ji S., Ye H., Liu J., Jia Y., Yu J., Cheng J. A Survey of Autonomous Robots and Multi-Robot Navigation: Perception, Planning and Collaboration // Biomimetic Intelligence and Robotics. 2025. Vol. 5, No. 2. Article 100203. DOI: 10.1016/j.birob.2024.100203.Vijay V., Pant K.A., Cho M., Guo Y., Goppert J.M., Hwang I. Range-Based Multi-Robot Integrity Monitoring For Cyberattacks and Faults: An Anchor-Free Approach // IEEE Robotics and Automation Letters. 2025. Vol. 10, No. 3.Vijay V., Pant K.A., Cho M., Guo Y., Goppert J.M., Hwang I. Range-Based Multi-Robot Integrity Monitoring For Cyberattacks and Faults: An Anchor-Free Approach // IEEE Robotics and Automation Letters. 2025. Vol. 10, No. 3.Aouedi O., Vu T.-H., Sacco A., Nguyen D.C., Piamrat K., Marchetto G., Pham Q.-V. A Survey on Intelligent Internet of Things: Applications, Security, Privacy, and Future Directions // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2025. Vol. 27, No. 2. P. 1238–1292. DOI: 10.1109/COMST.2024.3430368.Aouedi O., Vu T.-H., Sacco A., Nguyen D.C., Piamrat K., Marchetto G., Pham Q.-V. A Survey on Intelligent Internet of Things: Applications, Security, Privacy, and Future Directions // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2025. Vol. 27, No. 2. P. 1238–1292. DOI: 10.1109/COMST.2024.3430368.Wang C., Yu C., Xu X., Gao Y., Yang X., Tang W., Yu S., Chen Y., Gao F., Jian Z., Chen X., Gao F., Zhou B., Wang Y. Multi-Robot System for Cooperative Exploration in Unknown Environments: A Survey. arXiv:2503.07278. 2025.Wang C., Yu C., Xu X., Gao Y., Yang X., Tang W., Yu S., Chen Y., Gao F., Jian Z., Chen X., Gao F., Zhou B., Wang Y. Multi-Robot System for Cooperative Exploration in Unknown Environments: A Survey. arXiv:2503.07278. 2025.Holdbrook R., Odeyomi O., Yi S., Roy K. Network-Based Intrusion Detection for Industrial and Robotics Systems: A Comprehensive Survey // Electronics. 2024. Vol. 13, No. 22. Article 4440. DOI: 10.3390/electronics13224440.Holdbrook R., Odeyomi O., Yi S., Roy K. Network-Based Intrusion Detection for Industrial and Robotics Systems: A Comprehensive Survey // Electronics. 2024. Vol. 13, No. 22. Article 4440. DOI: 10.3390/electronics13224440.Wang X., Zhao Z., Yi L., Ning Z., Guo L., Yu F.R., Guo S. A Survey on Security of UAV Swarm Networks: Attacks and Countermeasures // ACM Computing Surveys. 2024. Vol. 57, No. 3. Article 74. DOI: 10.1145/3703625.Wang X., Zhao Z., Yi L., Ning Z., Guo L., Yu F.R., Guo S. A Survey on Security of UAV Swarm Networks: Attacks and Countermeasures // ACM Computing Surveys. 2024. Vol. 57, No. 3. Article 74. DOI: 10.1145/3703625.Ceviz O., Sen S., Sadioglu P. A Survey of Security in UAVs and FANETs: Issues, Threats, Analysis of Attacks, and Solutions // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2025. Vol. 27, No. 5. P. 3227–3265. DOI: 10.1109/COMST.2024.3515051.Ceviz O., Sen S., Sadioglu P. A Survey of Security in UAVs and FANETs: Issues, Threats, Analysis of Attacks, and Solutions // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2025. Vol. 27, No. 5. P. 3227–3265. DOI: 10.1109/COMST.2024.3515051.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.