Áreas de investigación - Automatización
Históricamente, el departamento se estructura en dos temas: SIC "Cooperating intelligent systems" y ROC "Robustness & complexity" en función del tipo de complejidad considerado.
El tema ROC considera un primer tipo de complejidad intrínseca al sistema y el tema SIC, un segundo tipo derivado de la interacción y cooperación entre entidades inteligentes. La diferencia entre los dos temas radica principalmente en las herramientas implementadas para aprehender esta complejidad: en ROC el enfoque es principalmente a nivel operativo con herramientas de teoría de control y observación de sistemas dinámicos, mientras que en SIC el enfoque es más a nivel de toma de decisiones con herramientas de modelado de conocimiento, clasificación, simulación dirigida por eventos y optimización.
El tema ROC considera un primer tipo de complejidad intrínseca al sistema y el tema SIC un segundo tipo derivado de la interacción y cooperación entre entidades inteligentes.
Las actividades de investigación de los dos temas ROC y SIC se describen en forma de dos cuestiones científicas : humano aumentado, por un lado, y sistemas ciberfísicos sostenibles (CPS), por otro.
La primera cuestión (el humano aumentado) permite definir el tipo de aumento considerado en los trabajos de investigación. De naturaleza informacional o física, se asemeja a una asistencia para el Humano. Esta primera cuestión se desglosa en dos retos científicos (1 y 3).
El segundo reto se centra en el control y la supervisión de determinadas clases de H-CPS, teniendo en cuenta las limitaciones y los objetivos de sostenibilidad. Se consideran dos retos científicos (2 y 4).
| 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.