© Anne Mauffret/LAAS-CNRS

On nous annonce, depuis un moment déjà, l'avènement des systèmes ambiants. On se doute un peu de ce que cela peut-être. On craint aussi un peu ce que cela peut devenir. Le défi est là, justement.

Les systèmes ambiants qui nous intéressent ici portent principalement sur l'intégration de plus en plus grande de la robotique et de ses applications. La robotique, en effet, permet notamment d'envisager des services "mobiles" qu'il est nécessaire d'apporter "physiquement" et/ou de "réaliser" en un endroit précis - déterminé en ligne - de l'environnement. Ceci marque une différence essentielle par rapport aux usages actuels.  En effet, aujourd'hui, aussi bien dans les lieux publics que dans les ateliers, quand il a besoin d'un service fourni par une machine, c'est l'homme qui va se placer devant ladite machine pour l'opérer. De plus la robotique porte, notamment au LAAS, le défi de l'autonomie décisionnelle.  La machine sera mobile, autonome et communicante.

Les contextes envisagés sont principalement des lieux de vie, de travail ou de loisir: le domicile, notamment celui de personnes âgées ou dépendantes ; les lieux de séjours: maisons de retraites, ou les centres de réhabilitation ; les lieux publics dans lesquels des services personnalisés sont fournis aux usagers ; les lieux de travail, par exemple les ateliers dans lesquels des employés et des robots mobiles autonomes dotés de capacités de manipulation, travaillent ensemble

Une autre classe de contextes, que nous traitons également et que nous comptons  enrichir,  peut être illustré aujourd'hui par le projet ROSACE soutenu par le RTRA  STAE: un ensemble d'engins autonomes hétérogènes communicants qui déploient le  réseau tout en réalisant une mission (par exemple, une opération de sauvetage après  catastrophe) et qui agissent en interaction avec d'autres acteurs  (sauveteurs humains, engins opérés par des hommes ...).

© Simon Lacroix/LAAS-CNRS

Interaction robot(s) environnement ambiant
L'interaction robotique/environnement ambiant vient du fait que le robot communique avec l'environnement ambiant: les réseaux "informatiques" (Internet ou services spécialisés disponibles), les capteurs distribués dans l'environnement (caméras, ..), les objets "intelligents" (du RFID, smartphones, tablettes, interfaces..). L'interaction vient aussi du fait que le robot se déplace et agit "physiquement" dans l'environnement. Le robot "utilise" et "est utilisé" par le réseau-système. Le robot, en fonction de la tâche,  accède aux ressources locales ou distantes. Et à l'inverse, on accède au robot depuis des ressources locales mais aussi distantes. Les robots peuvent éventuellement servir à "déployer" ou maintenir le réseau et même l'environnement ambiant.

L'homme dans l'environnement ambiant
Un autre aspect, connexe, mais qui est central, porte sur la  présence de l'homme, usager du service fourni par le robot ou simplement présent sur le lieu. La prise en compte explicite des hommes, à tous les niveaux, y compris celui du comportement du robot et des fonctions qui lui sont associées: dialogue, assistance, travail en synergie, perception de l'homme et de ses activités, proactivité, prises en compte des besoins et préférences.

© Anne Mauffret/LAAS-CNRS

Enfin, en plus de  l'exigence d'efficacité et de pertinence des actions du robot, nous nous devons d'intégrer les notions de sécurité, d'acceptabilité et de lisibilité (au sens de l'intention) du comportement du robot. Ceci nous conduit à travailler dans un cadre multidisciplinaire avec nos collègues des sciences sociales et cognitives pour élaborer des modèles de l'homme afin de mieux le servir.

Le projet ADREAM pour les roboticiens du LAAS
Si sur tous ces aspects nous avons commencé à travailler depuis déjà plusieurs années et avons des contributions reconnues,  nous souhaitons faire du projet Adream un contexte mobilisateur de poursuite et d'extension de ces problématiques, dans le cadre d'un travail collaboratif intégré et long terme avec les autres équipes du LAAS: réseau, systèmes critiques, objets communicants autonomes en énergie, protection de la vie privée. Nous comptons également faire de la salle d'expérimentation Adream, de l'équipement qui y a été déployé ainsi que celui en cours d’acquisition, notamment dans le cadre de Robotex, un lieu central dans le cadre de projets coopératifs nationaux ou européens ou internationaux. Des projets ont permis de développer la recherche que nous comptons étendre dans le cadre de l'initiative Adream.

“ Nous souhaitons faire du projet Adream un contexte mobilisateur de poursuite et d'extension de ces problématiques, dans le cadre d'un travail collaboratif intégré et long terme avec les autres équipes du LAAS.”

Le projet FP6-URUS (Ubiquitous networking robotics in urban settings) portait sur le développement d'un environnement ambiant intégrant des ressources réseau, des capteurs fixes (caméras) et une flotte de robots mobiles hétérogènes pour des applications de robot-guides et de robots transportant de petits colis ou des personnes dans un environnement de rues piétonnes.

Le PEA (Programme d'Etudes Amont) Action, porté par des équipes de l'ONERA et du LAAS, traite également d'un ensemble d'aspects en cohérence avec Adream. Il s'agit du développement des briques d'une architecture décisionnelle multidrone (drones aériens de type hélicoptère, drones terrestres, drone maritime de surface et drone sous-marin) communicants pour la réalisation des fonctions de fusion de données et de décision (planification et supervision) de missions de localisation de véhicules et de cibles. Un autre exemple de projet collaboratif couvrant ces problématiques est le projet ROSACE (RObots et  Systèmes Auto-adaptatifs Communiquants Embarqués), soutenu par le RTRA, et impliquant des équipes du LAAS, de l'IRIT et de l'ONERA. L’objectif est de concevoir une plateforme de recherche et de développements expérimentaux comportant des systèmes (robots aériens ou terrestres et agents logiciels) autonomes communicants, auto-adaptatifs, et coopérants.  Les propriétés recherchées sont non seulement l’autonomie mais également l’auto-adaptation, la reconfiguration, la robustesse  à différents niveaux tels que dans les couches basses de transport d'information, au niveau middleware (composants), au niveau du comportement des robots.

Les aspects cognitifs et interactifs ont eux aussi bénéficié de plusieurs projets. Le projet COGNIRON (www.cogniron.org), coordonné par le LAAS dans le cas de l'initiative "Beyond Robotics" de FET, a permis d'identifier les défis scientifiques du robot compagnon et de jeter les bases de la problématique de la robotique cognitive et interactive. Plusieurs projets ANR, en cours ou en démarrage, apportent également une problématique, un contexte et un champ collaboratif nouveau. Ainsi le projet ANS ASSIST  qui porte sur l'étude et le développement d’un manipulateur mobile à deux bras pour l’assistance aux personnes handicapées.  Le projet ANR ICARO concerne un robot coopératif assistant de l'ouvrier en milieu industriel.  Le projet ANR MARDI porte sur le dialogué situé homme-robot. Enfin, le projet AMORCES (Algorithmes et MOdèles pour un Robot Collaboratif Eloquent et Social) a traité des problèmes de perception de l'homme et synthèse de comportements interactifs acceptables par l'homme.

Les projets FP7 CHRIS (Cooperative Human Robot Interaction Systems www.chrisfp7.eu) et DEXMART (www.dexmart.eu, DEXterous and autonomous dual-arm/hand robotic manipulation with sMART sensory-motor skills: A bridge from natural to artificial cognition) ont permis également d'avancer sur les aspects décisionnels de la collaboration homme-robot. Enfin, nous contribuons depuis fin 2011 à deux projets européens qui participent pleinement de cette approche intégrée, machines et hommes travaillant ensemble dans un environnement instrumenté. Le projet SAPHARI (Safe and Autonomous Physical Human-Aware Robot Interaction, www.saphari.eu)  traite du robot collaboratif qui partage l'espace et la tâche avec l'homme.

Le projet ARCAS (Aerial Robotics Cooperative Assembly System, www.arcas-project.eu) porte sur un ensemble d'engins volants équipés de bras manipulateurs et de capteurs pour réaliser des tâches de montage de structures en hauteur.