Нейросети это "вера в бога из машины". Ну и работа отдельного
профильного математика (data scientist). Вместо вас. Я прочитал внимательно все что в этом топике вы написали о своей системе.
Несколько раз. Я не вижу в написанном "компромата" на конечные автоматы.
Только проблему измерения.
И непонятную боязнь "слишком частых прыжков по состояниям".
Это вообще не критерий, частенко по задаче действительно такое нужно.
Чуть ли не четный-не четный.
И еще, не вижу "прослойку" между измерением и управлением.
Хак-хаком, а какая-то матемалическая модель объекта вам все равно нужна.
Вы играете с целью "в кошки мышки" или она плюс-минус находится в одном и том же месте?
(ну или движется примерно с одной скоростью, в одном и том же направлении?)
В моих задачах, введение понятия "модели" (и перенос "управления" за нее) зачастую делает очевидным способы
борьбы против проблем с датчиками.
Главный компромат на "нейросети" - отсутствие задела на усовершенствование.
С FSM вы всегда в компромисе между качеством управления и временем на написание и отладку программы.
И у вас всегда есть понимание что можно будет потом улучшить (и как, ориентировочно, это скажется на результате)
Нейросеть делает только то, что делает. "Черный ящик".