Les derniers développements en robotique mobile ont montré les capacités d'autonomie de véhicules dans des milieux divers et parfois complexes à interpréter. La Google car est certainement l'exemple le plus marquant des possibilités atteintes aujourd'hui dans ce domaine. Néanmoins, la démocratisation de robots mobiles reste conditionnée à différentes avancées, qu'elles soient technologiques (capteurs) ou théoriques (algorithme de perception et commande). En outre, si le milieu routier constitue un champ d'application important, la robotique mobile terrestre doit relever les défis inhérents à la mobilités dans des milieux variés (bâtiments, extérieurs, milieux naturels, environnement hostiles et déstructureé...). Ainsi, pour répondre aux besoins sociétaux, du transport à la sécurité civile, de nombreuses recherches doivent être menées afin de prendre en compte la grande variabilité des conditions rencontrées.

Ainsi l'axe véhicule terrestre du groupe de travail véhicule terrestre vise à mutualiser les recherches et les développements permettant de dépasser les limitations actuelles, afin de garantir les fonctions principales d'un robot mobiles que sont :

La précision des déplacements. En fonction des conditions d'interaction avec l'environnement, la dynamique gérant les mouvements peut être totalement différente. Aussi un travail de modélisation et de commande permettant d'optimiser le compromis vitesse/précision en fonction du contexte est nécessaire pour assurer la bonne exécution des tâches.

La stabilité physique du robot. La gestion des déplacements ne considère en général pas les risques que peuvent comporter les actions mises en place par la commande et peuvent amener, en fonction des conditions, à des situations dangereuses (perte de stabilité, perte de contrôlabilité). Aussi, il apparaît nécessaire d'étendre les travaux sur la gestion des déplacements à la prise en compte de ces instabilités, posant également des problèmes d’observabilité et de détection.

L'évaluation de la traversabilité. La commande des déplacements considèrent que les mouvements sont part défaut admissibles, ce qui n'est pas forcément le cas en fonction de l'environnement et de ses variations, ainsi que des capacités des robots. En effet, les propriétés géométriques (formes) ou physique (adhérence, collusion) de la surface sur laquelle le robot doit passer peuvent nécessiter des restrictions sur les conditions de passage, en fonction du type de robot considéré. Un trottoir peut par exemple être franchi par un buggy à basse vitesse, alors qu'il demeure infranchissable pour un modèle réduit, tandis qu'un piéton reste infranchissable pour tout robot.

Thématiques

Les thématiques générales de recherches de cet axe sont communes avec celles rencontrées en robotique aérienne, marine et sous marine, mais les propriétés du contact avec le sol ou de la structuration de l'environnement les rendent spécifiques. Il s'agit notamment de :

- la perception de l’environnement. De nombreux travaux, notamment sur le SLAM, ont permis de grande avancées sur la localisation et la reconstruction 3D dans différentes conditions. Néanmoins, un travail important de réduction des coûts et de robustification reste à réaliser, notamment en exploitant de nouveaux capteurs. Ces algorithmes de perception sont prépondérants, puisqu'il permettent au robot de rendre compte de son interaction avec l'environnement.

- l'interprétation de scènes. Au-delà de la position, les robots doivent être capables d'appréhender le monde pour en respecter les règles (de circulation notamment) permettant au robot de réaliser des tâches complexes.

- la commande et la planification des déplacements. Si la commande de suivi de trajectoire simple est aujourd'hui un problème très aboutit (en ne considérant pas la stabilisation pure), la maîtrise de ces déplacements en milieux difficiles (éboulis, marches, ou plus simplement à cause des conditions de sol), demeure un problème ou plusieurs développement doivent aboutir.

- le maintien d'intégrité. Que ce soit pour éviter un obstacle ou franchir une zone difficile, l'étude des actions permettant un déplacement garantissant la sécurité du robot et de son environnement constitue un domaine de recherche encore ouvert.

- la coopération entre robots. Pour accroître les zones d'intervention ou répartir des ressources, cette thématique est en plein essor. Que ce soit pour de la coopération resserrée (commande en formation), ou le déploiement d'un « essaim » de robots, les applications multi-robots trouvent des retombées à la fois en milieu naturel (agriculture notamment) ou en milieu routier (autoroute intelligente, ou déploiement de robots de transports en milieu urbain). Dans ce cadre, les thématiques de supervision et de communication deviennent prépondérantes. Cette coopération peut également comprendre des véhicules hétérogènes et complémentaires, pas seulement au niveau terrestre.

- L'interaction avec l'Homme. Les débouchés industriels dans un avenir de plus en plus proche, conjugués aux besoins sociétaux montrent l'importance pour les robots mobiles de prendre en compte les actions humaines et d'interagir avec ces derniers. Afin de proposer des avancées réellement utiles, l'adaptation des actions du robot en fonction du comportement humain à travers sa compréhension est nécessaire.

- les modes de locomotion et la reconfiguration. Les différentes façons de se déplacer sur terre (roulement, marche, reptation, …) et la commande associée demeurent des thématiques très étudiées. En particulier, le développement de robots dotés de plusieurs modes de fonctionnement mécanique et algorithmique, amenant le concept de reconfiguration mécatronique, est probablement une des voies de recherche importantes concernant les véhicules terrestres, permettant d'accroître leur champs d'action.

Organisation, Actions et relations

Ce GT a vocation à organiser la recherche concernant la robotique mobile et leurs applications industrielles, afin de permettre à ses acteurs d'accroître leurs capacités d'action. Les recherches liées à cet axes s'inscrivent à long termes, mais comporte des retombées à très court termes, non seulement en robotique, mais également dans le cadre des dispositifs d'assistance à la conduite, quel que soit le domaine d'application (automobile, engins de chantier ou manutention, etc...). Aussi, plusieurs référant seront bientôt identifiés sur les à la fois sur les champs thématique, ainsi que sur les domaines applicatifs.

La réponse coordonnées aux nombreuses sollicitations en termes d'appel à projets est une des composantes, en particulier au travers des ANR et plus récemment du lancement du plan « Nouvelle France Industrielle – véhicule autonome », lancée par la DGCIS (Direction Générale de la Compétitivité de l’Industrie et des Services). Pour ce faire, il apparaît souhaitable d'organiser ce GT autour des thématiques scientifiques dominantes : perception, commande et sécurité. Une journée annuelle sur chacune de ces thématiques est envisageable pour maintenir une cohérence dans les recherches abordées, en particulier en lien avec d'autres GT. Comme il a été mis en évidence précédemment, la diversité des thématiques chevauchent d'autres GT du Groupe de Recherche. C'est le cas sur certaines perspectives visant la démocratisation (GT5 sur la coopération homme machine), la sécurité et la sûreté (GT4 pour le développement d'architecture temps réels robustes) ainsi que sur la reconfiguration et les capacités physiques des robots (GT6 sur la conception innovante).
Plus généralement, une journée annuelle sur la thématique générale de la mobilité sera organisée, regroupant présentations et démonstrations, à l'image de la journée mobilité en milieux naturels organisées en avril 2014 regroupant chercheurs et industriels. En outre la rédaction de numéros spéciaux de journaux ou l'organisation de Workshops aux conférences internationales majeures (ICRA, IROS, IV) seront encouragés. Ceci est de nature à renforcer les collaborations internationales, qui seront facilitées par la participation aux groupes de travaux dans les sociétés savantes comme IEEE-RAS, IARP, ou euRobotics. Ces actions sont à mener en coordinaion avec d’autres GDR. En particulier, un rapprochement avec le GT AA du GDR MACS pour les aspects liés à l’automobile, ainsi qu’avec le GDR Isis sur les aspects perception et communication.

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