Axe 8 : Systèmes anthropotechniques

  • Posted on: 12 April 2018
  • By: admin
  • Updated on: 12 April 2018
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Ces dernières décennies, la révolution du numérique a rebondi sur une gigantesque révolution technologique. En effet, les systèmes physiques, combinés avec les systèmes logiciels et interconnectés, et nommés systèmes cyber-physiques (CSP), ont rendu possible la réalisation d’un certain nombre de ruptures technologiques touchant plusieurs secteurs de la société. Par exemple, des prothèses, ou la chirurgie à l’aide des robots, ou encore la stimulation fonctionnelle électrique apportent de nouvelles solutions pour la santé des personnes. Dans l’industrie, des tâches dangereuses et répétitives dans les usines ont été remplacées par des robots automatisés et l’architecture des systèmes de production évolue et est repensée avec le numérique. Les recherches s’intéressent aussi à l’analyse du cycle de vie du produit. Une autre application est le scénario urbain, également étudié dans ce nouveau contexte, et objet de nombreuses recherches, où des capteurs, pour contrôler la qualité de l’air par exemple, sont utilisés. Grâce aux nouveaux systèmes d’information, des concepts innovants de mobilité, en multi-modalité, et en auto-partage sont déjà utilisés. Le concept du véhicule automatisé, très loin d’un vrai déploiement il y a une quinzaine d’années, se concrétise peu à peu dans certains scénarios. Il permettra très vite et, entre autres, une meilleure mobilité pour les personnes à mobilité réduite. De plus, pour utiliser les aptitudes humaines au mieux dans des tâches non-triviales ou pour alléger la charge de l’humain, le contrôle collaboratif partagé entre l’être humain et le système automatisé évolue aussi très rapidement avec des applications par exemple en aviation, en automobile, pour la chirurgie ou pour la robotique de sauvetage. Dans le cadre du développement durable, la recherche sur les nouveaux systèmes de gestion de l’énergie intégrant de plus en plus des énergies renouvelables, dits Smartgrids, combinés ensemble avec le déploiement du véhicule électrique et avec la planification urbaine, avance également à grands pas.

La conséquence de ces avancées fondées sur le numérique et sur les systèmes connectés nécessite de plus en plus de tenir compte de l’Humain dans la synthèse des systèmes eux-mêmes et dans un cadre pluridisciplinaire. Cela fait appel à différentes disciplines telles que l’ergonomie, la psychologie cognitive, les sciences sociales et économiques, l’apprentissage, l’étude de la responsabilité, en interaction avec les disciplines de l’informatique, du traitement du signal, de l’automatique. En effet, les problématiques deviennent de plus en plus complexes et ne peuvent pas être abordées dans la plupart des cas par des experts d’une seule discipline.

L’étude et la compréhension de l’Humain pour la synthèse et la maintenance du système peuvent prendre plusieurs formes où chacune introduit différents défis et questions qui devront être étudiés. D’une façon large, elles peuvent concerner la modélisation, la décision et le contrôle, mais aussi l’exécution et la maintenance. Les problèmes mathématiques à traiter vont varier en fonction de l’application pratique, mais, à chaque fois, l’humain doit être compris plus formellement et rigoureusement analysé.

Pour aider la communauté scientifique du GdR MACS à se structurer sur les problématiques à résoudre, nous nous appuyons sur la structure ci-dessous. Elle contient quatre classes d’interactions entre l’humain et le système cyber-physique :

  1. Symbiose Homme-Machine/Matériel : les prothèses intelligentes, la stimulation cérébrale en boucle fermée, les implants biomédicaux, les exosquelettes (dispositif mécatronique avec système d’actionnement), la stimulation électrique fonctionnelle ...
  2. Les humains comme opérateurs/superviseurs de systèmes d’ingénierie complexes : les opérateurs dans les systèmes de production, l’aéronautique, l’interaction homme-machine dans les avions, l’automobile, les trains semi-automatisés, la chirurgie robotique, la commande à distance d’équipes robotisées par exemple dans les scénarios de sauvetage, ...
  3. Les humains comme agents dans les systèmes multi-agents : le transport routier intelligent, la gestion du trafic aérien, la mobilité urbaine, l’usine du futur, la robotique d’assistance, les réseaux de systèmes de puissance intelligents, ...
  4. Les humains comme éléments dans les systèmes contrôlés : le contrôle de confort dans les maisons, les villes intelligentes, les bâtiments connectés, la robotique de sauvetage, les dispositifs d’assistance, les infrastructures intelligentes, ...
  5. Thématiques transverses : problèmes théoriques ouverts pour étudier les problématiques 1 à 4.