Thèmes de recherche - Automatique
Historiquement, le département est structuré en deux thèmes : SIC «Systèmes intelligents coopérants» et ROC «Robustesse & complexité» selon le type de complexité considérée.
Le thème ROC considère un premier type de complexité intrinsèque au système et le thème SIC, un second type provenant de l’interaction et la coopération entre entités intelligentes. La différence entre les deux thèmes réside principalement dans les outils mis en œuvre pour appréhender cette complexité : dans ROC le centre d’intérêt est principalement le niveau opérationnel avec des outils provenant de la théorie du contrôle et de l’observation des systèmes dynamiques alors que dans SIC, le focus est plutôt mis à un niveau décisionnel avec des outils de modélisation des connaissances, de classification, de simulation à événements et d’optimisation.
Les activités de recherche des deux thèmes ROC et SIC sont décrites sous la forme de deux enjeux scientifiques : l’humain augmenté d’une part et les systèmes cyber-physiques (CPS) durables d’autre part.
Le premier enjeu (l’Humain augmenté) permet de définir le type d’augmentation considérée dans les travaux de recherche. De nature informationnelle ou physique, elle s’apparente à une assistance à l’Humain. Ce premier enjeu se décline en deux challenges scientifiques (1 et 3).
Le deuxième enjeu s’intéresse au pilotage et à la supervision de certaines classes de H-CPS en tenant compte de contraintes et d’objectifs de durabilité. Deux challenges scientifiques (2 et 4) sont considérés.
| Enjeux \ Thèmes | ROC | SIC |
|---|---|---|
| Humain augmenté |
Challenge 1 Intégrer l'humain dans la boucle en garantissant des performances
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Challenge 3 Enrichir et améliorer les stratégies d'interactions entre humains et CPS
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| Systèmes cyber-physique durables |
Challenge 2 Garantir des performances dynamiques pour des CPS de grande dimension, hétérogènes |
Challenge 4 Développer de nouveaux paradigmes de pilotage des systèmes Human-CPS développés dans un contacte durable |
Objectifs du challenge n°1 : Comment intégrer l’humain dans la boucle en garantissant des performances ?
La principale difficulté de ce challenge réside dans la prise en compte de l’humain dans la boucle fermée. Les verrous scientifiques associés à l’humain concernent la modélisation physique (complexe, non linéaire, grande variabilité inter et intra individuelle) mais aussi l’ajout d’aspects cognitifs (détection des intentions, imprévisibilité, charge de travail) qui doivent être pris en compte pour atteindre la symbiose parfaite entre l’humain et l’assistance associée.
Objectif du challenge n°2 : Comment assurer des performances dynamiques pour des systèmes de grande dimension, hétérogènes ?
Les verrous ciblés par ce challenge concernent principalement les problèmes de grande dimension et les systèmes hétérogènes qui se retrouvent dans de nombreuses applications dont le transport, l’usine du futur et les technologies pour la santé. Le but est de proposer des outils (lois de commande, observateurs, diagnostic) pour toute la chaine depuis la théorie jusqu’à la mise en œuvre temps-réel en garantissant un niveau de performances dynamiques (stabilité, robustesse, optimisation).
Objectif du challenge n°3 : Comment enrichir et améliorer les stratégies d’interaction entre humains et CPS ?
L’augmentation de la complexité des CPS les rendent moins compréhensibles et prédictibles par les humains qui les utilisent. De plus, les interactions dans un collectif de CPS ou des actions de pilotage indirectes mal maitrisées peuvent générer des comportements globaux difficilement compréhensibles et des effets émergents indésirables. Dans ce contexte, l’objectif de ce challenge est d’améliorer les stratégies d’interaction entre humains et CPS afin d’augmenter la résilience de l’H-CPS face à des situations inconnues ou de répondre à de nouveaux objectifs ou de nouvelles exigences de performances. Ce challenge, se situant à un niveau tactique et décisionnel, se veut complémentaire du challenge 1 du thème ROC qui aborde l’interaction humains-CPS selon un angle plus opérationnel.
Objectif du challenge n°4 : Quels nouveaux paradigmes de pilotage des H-CPS développer dans un contexte durable ?
Les nouvelles caractéristiques des H-CPS, telles que l’exploitation du flux important de données générées, l’intelligence répartie, l’importante connectivité interne et externe et l’impact sur l’environnement (physique et humain) induisent un ensemble de ruptures par rapport aux systèmes classiques. L’objectif de ce challenge est de concevoir de nouvelles approches et architectures de pilotage et de supervision des H-CPS en tenant compte des aspects liés à leur sureté de fonctionnement et aux exigences de développement durable.