Activités du GDR Documents publiés Journée Systèmes multirobots et systèmes humains-robots : coopération, contrôle et rôle des opérateurs

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Journée Systèmes multirobots et systèmes humains-robots : coopération, contrôle et rôle des opérateurs

8h45 - Café d'Accueil 9h15 - Présentation de la journée Catherine Tessier et Bruno Patin

9h25 - Mot de Bienvenue Claude Barrouil, Onera

9h30 - 10h00     >>>> Diapos de la présentation
« Autonomie décisionnelle, du monodrone au multidrone hétérogène »
Magali Barbier, Onera  

La première partie de l'exposé introduit le contexte (réalisation d'une mission par un véhicule autonome inhabité), la notion d'autonomie décisionnelle, son implémentation à bord du véhicule dans une architecture logicielle puis deux exemples d'architectures centrées sur la fonction supervision, l'une basée sur le logiciel Onera ProCoSA et l'autre sur le logiciel open source Orocos. La deuxième partie introduit les problématiques liées à la coopération de ces véhicules et les premières solutions de modélisation d'équipe, de supervision hiérarchisée, de stratégie décisionnelle étudiées dans le projet Action (http://action.onera.fr/) pour la coopération de drones autonomes hétérogènes et notamment de drones aériens et de drones terrestres.

10h00 - 11h00    >>>> Diapos de la présentation
« Ground stations for systems of multiple unmanned aerial vehicles interacting with sensors and actuators in the environment »
Pr. Anibal Ollero, University of Seville and FADA-CATEC

This talk will deal with the development and experimentation of ground stations for  systems of multiple unmanned aerial vehicles interacting with sensors and actuators in the environment. The talk will present technologies for human interaction and mission specification in the AWARE multi-UAV framework. Particularly, the ground station of the AWARE system and several multi-UAV experiments will be presented including surveillance, fire detection and extinction, cooperative transportation of a single load, and tracking of multiple targets. Finally, the testing of multimodal technologies for human interaction at the Ground Station will be also presented.

11h00 - Pause

11h15 - 11h45    >>>> Diapos de la présentation
« Fusion de données par échange d'états pour la localisation coopérative multi-robots »
Romuald Aufrère, Nadir Karam, Roland Chapuis, Lasmea

Cette présentation aborde la problématique de la localisation multi-robots par échange d'états en conditions réelles de fonctionnement. L'objectif d'une telle approche est de combiner les informations fournies par différents robots mobiles communicants afin de : i) mettre à jour et maintenir dans chaque robot une carte optimale de l'ensemble de la flotte, et ii) améliorer toutes les estimations de pose en tenant compte du fait que les véhicules peuvent détecter et localiser leurs voisins. Les problèmes liés à la consanguinité des données, des latences ou pertes de communications ont été résolus. Cette présentation décrit le principe général de l'approche et montre des résultats obtenus en situations réelles avec les véhicules Cycab.

11h45 - 12h15    >>>> Diapos de la présentation
« Utilisation des drones navals dans le contexte de la guerre des mines »
Frédéric Schom et Cyrille Vuilmet, DGA TN

Cette présentation traite de l’emploi des drones navals dans les missions de Guerre des Mines. Nous présentons le concept multi-drones navals issu du PEA ESPADON. Ce concept est basé sur l’utilisation d’un drone de surface (USV), mettant lui-même en œuvre différents types de véhicules sous-marins autonomes (AUV de Détection/Classification/Localisation, UUV d’Identification, UUV de Neutralisation). Au cours de l’exposé l’accent sera porté sur des points durs techniques actuellement rencontrés, tels que l’autonomie décisionnelle locale des drones,  l’adaptation de ce niveau d’autonomie décisionnelle en fonction du type de mission (opération domestique ou extérieure), la problématique de l’insertion des drones dans le trafic maritime (évitement d’obstacles sous-marin et de surface), le partage d’autorité… Nous concluons sur le besoin de fédérer la communauté scientifique autour des problématiques liées à l’architecture multi-drones navals, ainsi qu’au besoin d’autonomie décisionnelle locale de ces drones, qui nécessitent encore à court terme des efforts de R&D.

12h15 - 12h45    >>>> Diapos de la présentation
« Robots et collaborations: technologies avancées pour des applications industrielles  »
Guillaume Pérolle, Tecnalia

La robotique industrielle sous sa forme traditionnelle, réduisant les coûts de fabrication et améliorant la répétabilité pour la production de grandes séries, typiquement illustrée par l'industrie automobile, n'est plus suffisante. Le marché réclame des productions plus personnalisées, et donc plus réduites. En conséquence, l'industrie demande des lignes de fabrication plus flexibles et reconfigurables. Cependant, pour rester compétitive, cette adaptabilité du moyen de production doit être compatible avec l'automatisation et la robotisation. Des machines plus petites et spécialisées, travaillant ensemble à un objectif commun, ou la collaboration homme-robot pour accroître la flexibilité des travaux réalisés, sont les principales alternatives vers lesquelles évolue la robotique industrielle. De nouvelles technologies sont développées pour répondre à ces nouveaux besoins avec des approches différentes, et leur transfert vers l'industrie est un réel challenge.

  En s'appuyant sur des problématiques industrielles de différents secteurs (aéronautique, automobile, logistique...), cette présentation portera sur la compatibilité entre ces nouvelles technologies et ces besoins industriels dans le but de fournir des solutions de production reconfigurables et flexibles sur des approches de multirobots ou de co-travail. Les implications sur les différents composants (hardware, middleware, contrôle, capteurs, sécurité...) seront discutées.

12h45 - Repas buffet

13h45 - 14h15    >>>> Diapos de la présentation « Interaction décisionnelle homme-robot » Rachid Alami, Laas In this talk, we will analyze what are the decisional abilities that are needed in order to endow robots with the capacity to act and react as artificial teammates. The proposed context will involve a team composed with human and robots which cooperate to achieve a rescue mission.

14h15 - 14h45    >>>> Diapos de la présentation
« Améliorer l'interaction homme-machine dans les systèmes robotisés terrestres militaires »
Eva Crück, DGA MRIS et Aurélien Godin, DGA TT

La recherche de ces dernières années s'est largement intéressée à améliorer les modes d'interaction entre l'homme et les systèmes robotisés. Après un bref rappel des approches les plus marquantes, l'exposé s'attachera à expliquer l'intérêt que cette démarche représente pour les programmes d'armement et introduira la notion d'autonomie ajustable finalement retenue par le ministère de la défense français. Ce concept sera illustré par les travaux réalisés au titre du programme d'étude Tarot, focalisé sur les technologies de navigation semi-autonome, qui seront détaillés dans la présentation de Thalès. Ici, l'accent sera porté sur le retour d'expérience obtenu lors des premiers essais du démonstrateur. Finalement, la discussion sera étendue aux travaux envisageables pour la suite et sur l'extension de l'autonomie ajustable à la prise en compte des besoins de la mission et non plus seulement des besoins de mobilité.

14h45 - 15h15    >>>> Diapos de la présentation
« Interactions homme-système en robotique militaire terrestre  : notion d'autonomie ajustable »
Joël Morillon, Thalès

Après un rapide rappel de quelques solutions développées pour fiabiliser la téléopération d'engins robotisés lourds et rapides, l'exposé abordera le concept d'Autonomie Ajustable développée avec la DGA pour répondre au besoin croissant d'une autonomie (de déplacement) qui doit rester compatible d'une supervision humaine adaptée. On traitera en particulier la problématique de la confiance de l'opérateur dans le système robotisé, notamment au travers de la notion de domaine de délégation dans lequel le comportement du robot doit rester prévisible. On abordera également la nécessité de maintenir chez l'opérateur la permanence d'une conscience de la situation courante, malgré un degré d'autonomie élevé potentiellement du système robotisé ; enfin, on citera quelques mécanismes implantés pour réaliser le partage dynamique des tâches entre l'opérateur et le robot.

15h15 - Pause

15h30 - 16h00    >>>> Diapos de la présentation
« De l'avion de combat à l'UCAV, évolutions des rôles de l'homme et enjeux des supports à la coopération »
Bruno Patin et Pierre Hélie, Dassault Aviation

L'avènement des drones aériens (UAV) pour les missions de surveillance dans le domaine de la sécurité et de la défense est avérée. L'armement de ces engins pour des missions létales est en train d'éclore. Cependant même si de nombreuses réflexions y poussent, nous sommes encore loin du remplacement des systèmes de combat aériens actuels (avions de combat) par des systèmes non habités. Parmi les raisons qui limitent cette éclosion, la place de l'opérateur humain est au centre des préoccupations. Ces systèmes devront être capable d'évoluer au sein de dispositifs, de se coordonner et de coopérer pour réaliser les tâches des missions, garantir des objectifs de sécurité inhérents à tout système aérien et tout système armé, de permettre la prise en compte de règles et procédures d'utilisation (par exemple règles d'engagement pour décider le tir d'armement) et enfin être réactifs (capacité et temps de réponse) par rapport à des environnements par définition imprédictibles.

Les enjeux et perspectives au niveau des opérateurs sont variés et l'énumération ci-après ne fait qu'en citer quelques-uns : compréhension et prédictibilité des comportements, contrôle par objectif des systèmes, niveau de partage de la connaissance entre systèmes, entre opérateurs,  entre systèmes et opérateurs, redistribution des rôles (par rapport aux rôles tenus par un pilote), augmentation du ratio systèmes opérateurs. Les enjeux et pistes pour l'obtention de-ces capacités seront développés dans la présentation

16h00 - 16h30    >>>> Diapos de la présentation
« Partage d'autorité dans les systèmes de drones - Description fonctionnelle du moteur de PA »
Géraldine Duffait et Patrick Raynal, Py Automation

Les travaux présentés ont été réalisés dans le cadre du PEA FHPA (Facteur Humain et Partage d'Autorité) sous la responsabilité de la DGA. Le partage d'autorité a pour objet d'allouer à chaque instant, et en fonction de la situation, une tâche précise à un agent (humain ou automate) qui sera à même d'effectuer cette tâche dans les conditions optimales d'efficacité et de sécurité. Cet exposé présente une description fonctionnelle du moteur de partage d'autorité, son implémentation dans le simulateur S4D (Simulateur de Station Sol et de Systèmes de Drones), les expérimentations menées avec des opérationnels, et les premiers résultats dégagés.

16h30 - 17h00    >>>> Diapos de la présentation
« Détection et résolution de conflits d'autorité dans les systèmes homme-robot »
Frédéric Dehais, Isae et Catherine Tessier, Onera

Le retour d'expérience montre que l'apparition de conflits dans la gestion d'une mission (ex : conflits équipage/pilote automatique ou opérateurs/robots autonomes) est un précurseur remarquable de la dégradation d'activité de l'opérateur. Une expérimentation avec la plate-forme robotique de l'Isae a montré que de telles situations conduisent les opérateurs à s'enfermer dans la résolution du conflit au détriment de la surveillance de la mission et en dépit de nombreuses alarmes (« syndrome de persévération »). Dès lors l'analyse des conflits est une piste intéressante pour diagnostiquer et améliorer l'état des interactions hommes-systèmes. L'objet de l'exposé est de présenter les moyens d'expérimentation, de mesures et de modélisation que nous mettons en oeuvre (techniques d'eye tracking et psychophysiologiques, modélisation des ressources du système homme-robot, suivi de situation) pour comprendre, anticiper et contrer les mécanismes de ces conflits cognitifs, et gérer la dynamique du partage de l'autorité entre l'opérateur et le robot. Les travaux présentés sont le résultat d'une collaboration étroite entre l'Onera DCSD et l'Isae.

17h00 - Discussion et synthèse : besoins, points durs, solutions... vers des scénarios pour illustrer et tester.
Animation : Catherine Tessier et Bruno Patin
Compte Rendu de la Journée



18h00 - Fin de la journée.