HPDBNノードアーキテクチャ

HPDBN（Heterogeneous Polymorphic Distributed Brain Node）は、センサー知覚、ローカル意思決定、デバイス実行、ピア協調をノード単位に閉じ込めるCore標準です。通信が停止しても、期限内のローカル入力がある限りローカル経路を継続します。

ノードの構成

flowchart TD
    Sensor[利用側センサーアダプタ] --> Spatial[Local Spatial Nodes]
    Spatial --> Obs[SpatialObservation]
    Obs --> PFC[Local PFC]
    State[負荷・電池・通信・期限] --> PFC
    PFC --> Decision[PfcDecision]
    Decision --> Bridge[RuntimeAdapter]
    Bridge --> CPU[Local CPU]
    Bridge --> SNN[Local SNN / 既存DevicePlugin]
    PFC -. 要約のみ .-> Peer[Peer / External Optimizer]
    Peer -. 認証済み要約 .-> PFC
    CPU --> Safety[利用側 Safety Barrier / 制御層]
    SNN --> Safety

Local Spatial Nodes

センサーアダプタから受け取った入力を、SpatialObservationに変換します。Coreが扱うのは追跡ID、座標、相対速度、予測位置、TTC候補、信頼度、品質、ソースマスク、モデル版、単調時刻です。生画像・生点群の外部送信や、座標系の変換、物体追跡アルゴリズム、センサー故障判定は利用側の責務です。

VALIDは観測が利用可能であることだけを示し、安全を保証しません。欠測・遮蔽・時刻ずれ・センサー不整合はDEGRADEDまたはUNKNOWNとして伝播します。

Local PFC

PfcInputから推論経路と公開方針を決定します。

TTCが緊急閾値以下、または処理期限までの余裕がローカル予算以下なら、外部通信を待たずローカル経路を選択
RTT超過、リンク品質ゼロ、通信不可なら外部非同期経路を選択しない
入力期限切れ、ノードID不一致、モデル版不一致、範囲外・NaNはNONEとして拒否
通常時のみ、条件を満たす場合にEXTERNAL_ASYNCと要約公開を許可

PFCはPWM、モーター指令、飛行制御、Safety Barrierを生成しません。最終動作は利用側の安全制御層で決定します。

RuntimeAdapterと既存プラグイン

CoreのRuntimeAdapterはavailable(path)とrun(path, payload)だけを要求します。既存のG-QuAT、NorthPole、LoihiなどのDevicePluginは、DevicePluginRuntimeAdapterで経路と実行メソッドを対応付けて再利用できます。デバイス別のHPDBN実行ファイルは必須ではありません。

runtime_available=Falseのプラグインは、シミュレータfallbackのメソッドを持っていても実デバイス経路として選択されません。シミュレーションを使う場合は、検証環境であることを明示した利用側設定にします。

ノード状態と降格

状態	条件	Coreの動作
`LOCAL_READY`	入力が期限内でローカル経路が利用可能	CPUまたはSNNを実行
`EXTERNAL_ALLOWED`	緊急でなく、RTT・リンク品質が許容範囲	非同期要約処理を許可
`COMMUNICATION_DEGRADED`	RTT超過または通信断	外部投入を停止しローカル継続
`INPUT_INVALID`	期限、品質、モデル版、値域が不正	`NONE`を返し安全制御へ通知
`RUNTIME_UNAVAILABLE`	選択経路の実行環境が利用不能	別の利用可能なローカル経路または安全制御へ移行

Coreは外部応答の到着をローカル安全の前提にしません。PFCやSpatial Nodesの停止検知、ウォッチドッグ、電源・温度・メモリ監視も利用側で実装します。

Core実装との対応

主な契約はEvoSpikeNet-Core/evospikenet/hpdbn.pyにあります。LocalHPDBNNodeは経路判断とpeer summaryの基本検証を提供し、DevicePluginRuntimeAdapterは既存DevicePluginを接続します。航空安全認証済み実装、センサー製品仕様、機体固有の制御は含みません。