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Self-adaptive multi-agent systems for aided decision-making : an application to maritime surveillance
L'activité maritime s'est fortement développée ces derniÚres années et sert de support à de nombreuses activités illicites. Il est devenu nécessaire que les organismes impliqués dans la surveillance maritime disposent de systÚmes efficaces pour les aider à identifier ces activités illicites. Les SystÚmes de Surveillance Maritime doivent observer de maniÚre efficace un espace maritime large, à identifier des anomalies de comportement des navires évoluant dans l'espace en question, et à déclencher des alertes documentées si ces anomalies amÚnent à penser que les navires ont un comportement suspect.
Nous proposons un modÚle générique de systÚme multi-agents, que nous appelons MAS4AT, capable de remplir deux des différents rÎles d'un systÚme de surveillance : la représentation numérique des comportements des entités surveillées et des mécanismes d'apprentissage pour une meilleure efficacité. MAS4AT est intégré au systÚme I2C.The maritime activity has widely grow in the last few years and is the witness of several illegal activities. It has become necessary that the organizations involved in the maritime surveillance possess efficient systems to help them in their identification. The maritime surveillance systems must observe a wide maritime area, identify the anomalies in the behaviours of the monitored ships et trigger alerts when these anomalies leads to a suspicious behavior. We propose a generic agent model, called MAS4AT, able to fulfil two main roles of a surveillance system: the numerical representation of the behaviours of the monitored entities and learning mechanisms for a better efficiency. MAS4AT is integrated in the system I2C
Démarche, modÚles et outils multi-agents pour l'ingénierie des collectifs cyber-physiques
We call a Collective Cyber-Physical System (CCPS), a system consisting of numerous autonomous execution units achieving tasks of control, communication, data processing or acquisition. These nodes are autonomous in decision making and they can cooperate to overcome gaps of knowledge or individual skills in goal achievement.There are many challenges in the design of these collective systems. This Habilitation thesis discusses various aspects of such a system engineering modeled according to a multi-agent approach.First, a complete CCPS design method is proposed. Its special features are discussed regarding the challenges mentioned above. Agent models and collective models suitable to constrained communications and changing environments are then proposed to facilitate the design of CCPS. Finally, a tool that enables the simulation and the deployment of hw/sw mixed collective systems is presented.These contributions have been used in several academic and industrial projects whose experience feedbacks are discussed.Nous appelons "collectif cyber-physique" un systĂšme embarquĂ© en rĂ©seau dans lequel les nĆuds ont une autonomie de dĂ©cision et coopĂšrent spontanĂ©ment afin de participer Ă l'accomplissement d'objectifs du systĂšme global ou de pallier des manques de connaissances ou de compĂ©tences individuelles. Ces objectifs portent notamment sur l'Ă©tat de leur environnement physique. La conception de ces collectifs prĂ©sente de nombreux dĂ©fis. Ce mĂ©moire d'Habilitation propose une discussion des diffĂ©rents aspects de l'ingĂ©nierie de ces systĂšmes que nous modĂ©lisons en utilisant le paradigme multi-agent. Tout d'abord, une mĂ©thode complĂšte d'analyse et de conception est proposĂ©e. Ses diffĂ©rentes particularitĂ©s sont discutĂ©es au regard des diffĂ©rents dĂ©fis prĂ©cĂ©demment Ă©voquĂ©s. Des modĂšles d'agent et de collectifs adaptĂ©s aux communications contraintes et aux environnements changeants sont alors proposĂ©s. Ils permettent de simplifier la conception des collectifs cyber-physiques. Enfin, un outil qui permet la simulation et le dĂ©ploiement de systĂšmes collectifs mixtes logiciels/matĂ©riels est introduit.Ces contributions ont Ă©tĂ© Ă©prouvĂ©es dans des projets acadĂ©miques et industriels dont les retours d'expĂ©riences sont exploitĂ©s dans les diffĂ©rentes discussions
Une approche logicielle du traitement de la dyslexie : Ă©tude de modĂšles et applications
Neuropsychological disorders are widespread and generate real public health problems. In particular in our modern society, where written communication is ubiquitous, dyslexia can be extremely disabling. Nevertheless we can note that the diagnosis and remediation of this pathology are fastidious and lack of standardization. Unfortunately it seems inherent to the clinical characterization of dyslexia by exclusion, to the multitude of different practitioners involved in such treatment and to the lack of objectivity of some existing methods. In this respect, we decided to investigate the possibilities offered by modern computing to overcome these barriers. Indeed we have assumed that the democratization of computer systems and their computing power could make of them a perfect tool to alleviate the difficulties encountered in the treatment of dyslexia. This research has led us to study the techniques software as well as hardware, which can conduct to the development of an inexpensive and scalable system able to attend a beneficial and progressive changing of practices in this pathology field. With this project we put ourselves definitely in an innovative stream serving quality of care and aid provided to people with disabilities. Our work has been identifying different improvement areas that the use of computers enables. Then each of these areas could then be the subject of extensive research, modeling and prototype developments. We also considered the methodology for designing this kind of system as a whole. In particular our thoughts and these accomplishments have allowed us to define a software framework suitable for implementing a software platform that we called the PAMMA. This platform should theoretically have access to all the tools required for the flexible and efficient development of medical applications integrating business processes. In this way it is expected that this system allows the development of applications for caring dyslexic patients thus leading to a faster and more accurate diagnosis and a more appropriate and effective remediation. Of our innovation efforts emerge encouraging perspectives. However such initiatives can only be achieved within multidisciplinary collaborations with many functional, technical and financial means. Creating such a consortium seems to be the next required step to get a funding necessary for realizing a first functional prototype of the PAMMA, as well as its first applications. Some clinical studies may be conducted to prove undoubtedly the effectiveness of such an approach for treating dyslexia and eventually other neuropsychological disorders.Les troubles neuropsychologiques sont trĂšs rĂ©pandus et posent de rĂ©els problĂšmes de santĂ© publique. En particulier, dans notre sociĂ©tĂ© moderne oĂč la communication Ă©crite est omniprĂ©sente, la dyslexie peut sâavĂ©rer excessivement handicapante. On remarque nĂ©anmoins que le diagnostic et la remĂ©diation de cette pathologie restent dĂ©licats et manquent dâuniformisation. Ceci semble malheureusement inhĂ©rent Ă la caractĂ©risation clinique par exclusion de la dyslexie, Ă la multitude de praticiens diffĂ©rents impliquĂ©s dans une telle prise en charge ainsi quâau manque dâobjectivitĂ© de certaines mĂ©thodes existantes. A ce titre, nous avons dĂ©cidĂ© dâinvestiguer les possibilitĂ©s offertes par lâinformatique actuelle pour surmonter ces barriĂšres. Effectivement, nous avons supposĂ© que la dĂ©mocratisation des systĂšmes informatiques et leur puissance de calcul pourraient en faire un outil de choix pour pallier les difficultĂ©s rencontrĂ©es lors de la prise en charge de la dyslexie. Cette recherche nous a ainsi menĂ© Ă Ă©tudier les techniques, aussi bien logicielles que matĂ©rielles, pouvant conduire au dĂ©veloppement dâun systĂšme bon marchĂ© et Ă©volutif qui serait capable dâassister un changement bĂ©nĂ©fique et progressif des pratiques qui entourent cette pathologie. Avec ce projet, nous nous plaçons dĂ©finitivement dans un courant innovant au service de la qualitĂ© des soins et des aides apportĂ©es aux personnes souffrant dâun handicap. Notre travail a ainsi consistĂ© Ă identifier diffĂ©rents axes dâamĂ©lioration que lâutilisation de lâoutil informatique rend possible. Chacun de ces axes a alors pu faire lâobjet de recherches exhaustives, de modĂ©lisations et de dĂ©veloppements de prototypes. Nous avons Ă©galement rĂ©flĂ©chi Ă la mĂ©thodologie Ă mettre en Ćuvre pour concevoir un tel systĂšme dans sa globalitĂ©. En particulier, nos rĂ©flexions et ces diffĂ©rents accomplissements nous ont permis de dĂ©finir un framework logiciel propice Ă lâimplĂ©mentation dâune plate-forme logicielle que nous avons appelĂ©e la PAMMA. Cette plate-forme devrait thĂ©oriquement pouvoir disposer de tous les outils permettant le dĂ©veloppement souple et efficace dâapplications mĂ©dicales intĂ©grant des processus mĂ©tiers. Il est ainsi attendu de ce systĂšme quâil permette le dĂ©veloppement dâapplications, pour la prise en charges des patients dyslexiques, conduisant Ă un diagnostic plus rapide et plus prĂ©cis ainsi quâĂ une remĂ©diation plus adaptĂ©e et plus efficace. De notre effort dâinnovation ressortent des perspectives encourageantes. Cependant, ce type dâinitiative ne peut se concrĂ©tiser quâautour de collaborations pluridisciplinaires disposant de nombreux moyens fonctionnels, techniques et financiers. La constitution dâun tel consortium semble donc ĂȘtre la prochaine Ă©tape nĂ©cessaire Ă lâobtention des financements pour rĂ©aliser un premier prototype fonctionnel de la PAMMA, ainsi que de premiĂšres applications. Des Ă©tudes cliniques pourront ĂȘtre alors menĂ©es pour prouver indubitablement lâefficacitĂ© dâune telle approche dans le cadre de la prise en charge de la dyslexie, ainsi quâĂ©ventuellement dâautres troubles neuropsychologiques
Un modĂšle d'environnement pour la simulation multiniveau - Application Ă la simulation de foules
Cette thĂšse propose un modĂšle organisationnel et holonique de l'environnement pour la simulation des dĂ©placements de piĂ©tons dans des bĂątiments. Une foule de piĂ©tons peut ĂȘtre considĂ©rĂ©e comme un systĂšme composĂ© d'un grand nombre d'entitĂ©s en interaction, dont la dynamique globale ne peut se rĂ©duire Ă la somme des comportements de ses composants. La simulation multiniveau fondĂ©e sur les modĂšles multiagents holoniques constitue une approche permettant d'analyser la dynamique de tels systĂšmes. Elle autorise leur analyse en considĂ©rant plusieurs niveaux d'observation (microscopique, mĂ©soscopique et macroscopique) et prend en compte les ressources de calcul disponibles. Dans ces systĂšmes, l'environnement est considĂ©rĂ© comme l'une des parties essentielles. La dynamique des piĂ©tons composant la foule est alors clairement distinguĂ©e de celle de l'environnement dans lequel ils se dĂ©placent. Un modĂšle organisationnel dĂ©crivant la structure et la dynamique de l'environnement est proposĂ©. L'environnement est structurellement dĂ©composĂ© en zones, sous-zones, etc. Les organisations et les rĂŽles de cet environnement sont projetĂ©s dans une sociĂ©tĂ© d'agents ayant en charge de simuler la dynamique de l'environnement et les diffĂ©rentes missions qui lui sont classiquement assignĂ©es dans les systĂšmes multiagents. Ce modĂšle prĂ©cise Ă©galement les rĂšgles de passage entre deux niveaux d'observation. Ainsi, chaque agent appartenant au modĂšle de l'environnement tente d'utiliser une approximation des comportements de ses sous-zones afin de limiter la consommation de ressources durant la simulation. La qualitĂ© de l'approximation entre ces deux niveaux d'observation est Ă©valuĂ©e avec des indicateurs Ă©nergĂ©tiques. Ils permettent de dĂ©terminer si l'agent approxime correctement les comportements des agents associĂ©s aux sous-zones. En sus du modĂšle organisationnel et holonique proposĂ©, nous prĂ©sentons un modĂšle concret de la simulation de voyageurs dans un terminal d'aĂ©roport. Ce modĂšle concret est implantĂ© sur les plateformes JaSIM et Janus.This work presents a holonic organizational model of the environment for the simulation of pedestrians in buildings. A crowd of pedestrians is considered as a system composed of a large number of interacting entities. The global dynamics of this system cannot be reduced to the sum of the behaviors of its components, Multilevel simulation based on holonic multiagent models is one approach to analyze the dynamics of such systems. It allows their analysis by considering several levels of observation (microscopic, mesoscopic and macroscopic) and the available computing resources. In these systems, the environment is considered as an essential part. The behavior of the crowd is clearly distinguished from the behavior of the environment in which the pedestrians move. An organizational model is proposed to describe the structure and the dynamics of the indoor environment. This environment is structurally divided into areas, sub-areas, etc. Organizations and roles are mapped into a society of agents in charge of simulating the dynamics of the environment and their various missions in multiagent systems. This model also specifies the rules for changing the level of observation dynamically. Thus, each agent belonging to the model of the environment tries to use an approximation of behaviors of its sub-zones, and at the same time to minimize the resource consumption. The quality of the approximation between these two levels is evaluated with energy-based indicators. They help to determine if the agent approximates the behaviors of its sub-agents correctly. In addition to the organizational and holonic model proposed in this work, we present a concrete model of the simulation of passengers in an airport terminal. This concrete model is implemented on the platforms JaSIM and Janus.BELFORT-UTBM-SEVENANS (900942101) / SudocSudocFranceF
Research on adaptive network management technologies using multi-agent systems
ć¶ćșŠ:æ° ; æéšçć ±ćçȘć·:çČ2631ć· ; ćŠäœăźçšźéĄ:ć棫(ć·„ćŠ) ; æäžćčŽææ„:2008/3/15 ; æ©ć€§ćŠäœèšçȘć·:æ°479
ModÚle multi-agents d'aide à la décision pour la gestion des services préhospitaliers d'urgence
La nĂ©cessitĂ© de mieux comprendre et maĂźtriser la complexitĂ© des systĂšmes dâinformation exige le dĂ©veloppement de nouvelles mĂ©thodes de modĂ©lisation et de rĂ©solution de problĂšmes. Ce travail de recherche sâintĂ©resse Ă la conception et la modĂ©lisation dâun systĂšme dâaide Ă la dĂ©cision dans lequel le savoir et les compĂ©tences de lâexpert permettent dâanalyser et de proposer de nouveaux modĂšles multi-agents. Le dĂ©veloppement dâun tel modĂšle relĂšve un certain nombre de difficultĂ©s de conception, liĂ©s notamment Ă lâefficience et lâefficacitĂ© du processus de calcul et de rĂ©solution du problĂšme, auxquels on apporte des Ă©lĂ©ments de solution.
Beaucoup de systĂšmes complexes se caractĂ©risent par des dynamiques non linĂ©aires, dĂ©sordonnĂ©es et alĂ©atoires, en rĂ©sumĂ© compliquĂ©es dans le sens oĂč leur assimilation demande du temps et du talent. Les mĂ©thodes mathĂ©matiques classiques (Ă©quations diffĂ©rentielles, modĂšles probabilistes, etc.) peuvent sâavĂ©rer inappropriĂ©es pour modĂ©liser de tels systĂšmes dans lesquels lâinteraction occupe un rĂŽle trĂšs important. La modĂ©lisation Ă base dâagents rĂ©actifs est lâune des techniques de modĂ©lisation microscopique les plus rĂ©pandues. Pourquoi choisir une modĂ©lisation orientĂ©e agent plutĂŽt quâun autre mĂ©ta-modĂšle de modĂ©lisation? PremiĂšrement, le modĂšle agent est trĂšs riche. Il aide ainsi le concepteur Ă schĂ©matiser facilement des processus qualitatifs et quantitatifs et permet dâinteragir des entitĂ©s hĂ©tĂ©rogĂšnes aux architectures diverses. Pourtant, la raison principale est souvent liĂ©e Ă la vocation de modĂ©lisation : bien apprĂ©hender la relation entre actions/comportements individuels et action/comportement collectif.
Ce travail est menĂ© principalement dans un cadre applicatif liĂ© au problĂšme de planification et de gestion des services prĂ©hospitaliers dâurgence (SPU). En effet, on trouve un ensemble de recherches qui traitent le sujet de la gestion et de la planification des SPU. Chaque travail de recherche traite une problĂ©matique bien spĂ©cifique de ce domaine, soit la confection des horaires des ambulanciers, soit la gestion de la demande en services prĂ©hospitaliers, ou la gestion des vĂ©hicules/ambulances, etc.
Cette thĂšse sâintĂ©resse Ă la problĂ©matique de planification des services prĂ©hospitaliers dâurgence afin de mieux rĂ©pondre Ă la demande de service et par consĂ©quence diminuer le temps-rĂ©ponse des ambulanciers. Elle adopte une approche de rĂ©solution globale et intĂ©grĂ©e. Elle vise la proposition dâun modĂšle sous forme de diffĂ©rentes composantes dâaide Ă la dĂ©cision. Elle intĂšgre des techniques dâoptimisation touchant Ă la fois la planification des horaires, la gestion des remplacements, la gestion de la flotte de vĂ©hicules, la gestion de la capacitĂ© des dĂ©pĂŽts, la couverture de la demande et la gestion des Ă©vĂ©nements spĂ©ciaux. Le modĂšle proposĂ© est basĂ© sur une architecture multi-agents et permet de rĂ©pondre aux contraintes et aux alĂ©as survenus lors de la planification des SPU.
Le travail réalisé dans le cadre de cette thÚse est articulé autour de trois articles suivants :
⹠« Integrated and global approach (IGAP) based on multi-agent systems for the management of prehospital emergency services », soumis à Computers & Industrial Engineering de Elsevier. Cet article présente une introduction aux systÚmes multiagents appliqués aux SPU et propose une nouvelle approche globale et intégrée pour sa résolution appelée IGAP.
⹠« Scheduling Model for Prehospital Emergency Services », soumis Ă lâEuropean Journal of Operational Research de Elsevier. Cet article traite le problĂšme de confection dâhoraires des techniciens ambulanciers. Notre contribution rĂ©side dans la proposition dâun modĂšle mathĂ©matique appelĂ© « set covering » qui rĂ©sout un problĂšme de couverture intĂ©grĂ© dans un nouveau systĂšme suffisamment flexible de confection dâhoraires.
⹠« Multi-Agent Decision-Making Support Model for the Management of Prehospital Emergency Services », publiĂ© dans International Journal of Machine Learning and Computing, de IACSIT. Cet article porte sur le thĂšme de la modĂ©lisation et de lâaide Ă la dĂ©cision dans le cadre des systĂšmes complexes dont on propose une architecture Ă base dâagents dâaide Ă la dĂ©cision dĂ©diĂ©e Ă la gestion des services prĂ©hospitaliers dâurgence
Preference extraction and reasoning in negotiation dialogues
Modéliser les préférences des utilisateurs est incontournable dans de nombreux problÚmes de la vie courante, que ce soit pour la prise de décision individuelle ou collective ou le raisonnement stratégique par exemple. Cependant, il n'est pas facile de travailler avec les préférences. Comme les agents ne connaissent pas complÚtement leurs préférences à l'avance, nous avons seulement deux moyens de les déterminer pour pouvoir raisonner ensuite : nous pouvons les inférer soit de ce que les agents disent, soit de leurs actions non-linguistiques. Plusieurs méthodes ont été proposées en Intelligence Artificielle pour apprendre les préférences à partir d'actions non-linguistiques mais à notre connaissance trÚs peu de travaux ont étudié comment éliciter efficacement les préférences verbalisées par les utilisateurs grùce à des méthodes de Traitement Automatique des Langues (TAL).Dans ce travail, nous proposons une nouvelle approche pour extraire et raisonner sur les préférences exprimées dans des dialogues de négociation. AprÚs avoir extrait les préférences de chaque tour de dialogue, nous utilisons la structure discursive pour suivre leur évolution au fur et à mesure de la conversation. Nous utilisons les CP-nets, un modÚle de représentation des préférences, pour formaliser et raisonner sur ces préférences extraites. Cette méthode est d'abord évaluée sur différents corpus de négociation pour lesquels les résultats montrent que la méthode est prometteuse. Nous l'appliquons ensuite dans sa globalité avec des raisonnements issus de la Théorie des Jeux pour prédire les échanges effectués, ou non, dans le jeu de marchandage Les Colons de Catane. Les résultats obtenus montrent des prédictions significativement meilleures que celles de quatre baselines qui ne gÚrent pas correctement le raisonnement stratégique. Cette thÚse présente donc une nouvelle approche à la croisée de plusieurs domaines : le Traitement Automatique des Langues (pour l'extraction automatique des préférences et le raisonnement sur leur verbalisation), l'Intelligence Artificielle (pour la modélisation et le raisonnement sur les préférences extraites) et la Théorie des Jeux (pour la prédiction des actions stratégiques dans un jeu de marchandage)Modelling user preferences is crucial in many real-life problems, ranging from individual and collective decision-making to strategic interactions between agents for example. But handling preferences is not easy. Since agents don't come with their preferences transparently given in advance, we have only two means to determine what they are if we wish to exploit them in reasoning: we can infer them from what an agent says or from his nonlinguistic actions. Preference acquisition from nonlinguistic actions has been wildly studied within the Artificial Intelligence community. However, to our knowledge, there has been little work that has so far investigated how preferences can be efficiently elicited from users using Natural Language Processing (NLP) techniques. In this work, we propose a new approach to extract and reason on preferences expressed in negotiation dialogues. After having extracted the preferences expressed in each dialogue turn, we use the discursive structure to follow their evolution as the dialogue progresses. We use CP-nets, a model used for the representation of preferences, to formalize and reason about these extracted preferences. The method is first evaluated on different negotiation corpora for which we obtain promising results. We then apply the end-to-end method with principles from Game Theory to predict trades in the win-lose game The Settlers of Catan. Our method shows good results, beating baselines that don't adequately track or reason about preferences. This work thus presents a new approach at the intersection of several research domains: Natural Language Processing (for the automatic preference extraction and the reasoning on their verbalisation), Artificial Intelligence (for the modelling and reasoning on the extracted preferences) and Game Theory (for strategic action prediction in a bargaining game
Commande coopérative reconfigurable pour la recherche d'extremum
This thesis addresses the localisation of the maximum of an unknown spatial field in a delimited area. The search is performed by a multi-agent system composed of autonomous vehicles. The mission can be divided in two parts, the first one focuses on the estimation methods for optimisation, and the second one concerns the control law to move the fleet of agents.Two solutions have been proposed for the estimation part. The first one relies on a local search strategy that estimates the gradient of the unknown field and moves the agents along the gradient direction. The optimal sensor placement of the agents has been investigated and three criteria have been proposed to find the formation shape required for efficient estimation. Moreover, a sensor fault detection and isolation scheme using an adaptive threshold has been presented. The second estimation solution is a global search strategy based on a Kriging model of the field. A new sampling criterion is defined for the multi-agent system to locate the position of the global maximum while limiting the number of measurements and taking into account the agent dynamics.Both solutions provide a set of desired sampling positions to the agents. A distributed control law has been designed to guide the agents toward these locations. This control law is also used in the local approach to gather the agents in a desired formation and reconfigure it when a fault has been detected, following the optimal sensor placement analysis. The same control law has been adapted to reach the positions specified iteratively by the Kriging-based global search strategy.Le problĂšme traitĂ© dans cette thĂšse concerne la recherche coopĂ©rative de la position du maximum d'un champ spatial initialement inconnu dans une zone prĂ©dĂ©finie avec un systĂšme multi-agent composĂ© de vĂ©hicules autonomes. Ce problĂšme se dĂ©compose en deux parties, la premiĂšre s'intĂ©resse aux mĂ©thodes d'estimation du champ utilisĂ© pour l'optimisation, et la seconde concerne la conception de lois de commande pour le dĂ©placement de la flotte d'agents.Deux solutions ont Ă©tĂ© proposĂ©es en ce qui concerne les mĂ©thodes d'estimation. La premiĂšre approche s'appuie sur une stratĂ©gie de recherche locale qui cherche Ă estimer le gradient du champ inconnu dans le but de dĂ©placer les agents selon cette direction. La problĂ©matique du placement optimal des agents a Ă©tĂ© abordĂ©e et trois critĂšres ont Ă©tĂ© proposĂ©s afin de dĂ©terminer les formations qui fournissent la meilleure qualitĂ© d'estimation du champ. Une mĂ©thode coopĂ©rative de dĂ©tection et d'identification de dĂ©fauts de mesure utilisant un seuil adaptatif a Ă©galement Ă©tĂ© proposĂ©e. La deuxiĂšme solution d'estimation s'appuie sur une stratĂ©gie de recherche globale du maximum. Le champ est modĂ©lisĂ© par krigeage et la recherche est effectuĂ©e en utilisant les propriĂ©tĂ©s statistiques de ce mĂ©ta-modĂšle. Un nouveau critĂšre d'Ă©chantillonnage a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© pour permettre au systĂšme multi-agent de localiser la position du maximum global tout en limitant le nombre de mesures et en tenant compte des contraintes dynamiques des vĂ©hicules.Les deux mĂ©thodes d'estimation fournissent les positions oĂč effectuer les mesures du champ. Une loi de commande distribuĂ©e a donc Ă©tĂ© conçue pour permettre aux agents d'atteindre leurs positions dĂ©sirĂ©es. Cette loi permet de reconfigurer la formation tel que recommandĂ© par l'analyse de placement optimal lorsqu'un capteur est dĂ©tectĂ© comme dĂ©faillant dans le cas de l'estimation locale. La mĂȘme loi de commande a Ă©tĂ© adaptĂ©e pour rallier les positions dĂ©signĂ©es itĂ©rativement par la stratĂ©gie de recherche globale
Grounding the Interaction : Knowledge Management for Interactive Robots
Avec le dĂ©veloppement de la robotique cognitive, le besoin dâoutils avancĂ©s pour reprĂ©senter, manipuler, raisonner sur les connaissances acquises par un robot a clairement Ă©tĂ© mis en avant. Mais stocker et manipuler des connaissances requiert tout dâabord dâĂ©claircir ce que lâon nomme connaissance pour un robot, et comment celle-ci peut-elle ĂȘtre reprĂ©sentĂ©e de maniĂšre intelligible pour une machine. \ud
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Ce travail sâefforce dans un premier temps dâidentifier de maniĂšre systĂ©matique les besoins en terme de reprĂ©sentation de connaissance des applications robotiques modernes, dans le contexte spĂ©cifique de la robotique de service et des interactions homme-robot. Nous proposons une typologie originale des caractĂ©ristiques souhaitables des systĂšmes de reprĂ©sentation des connaissances, appuyĂ©e sur un Ă©tat de lâart dĂ©taillĂ© des outils existants dans notre communautĂ©. \ud
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Dans un second temps, nous prĂ©sentons en profondeur ORO, une instanciation particuliĂšre dâun systĂšme de reprĂ©sentation et manipulation des connaissances, conçu et implĂ©mentĂ© durant la prĂ©paration de cette thĂšse. Nous dĂ©taillons le fonctionnement interne du systĂšme, ainsi que son intĂ©gration dans plusieurs architectures robotiques complĂštes. Un Ă©clairage particulier est donnĂ© sur la modĂ©lisation de la prise de perspective dans le contexte de lâinteraction, et de son interprĂ©tation en terme de thĂ©orie de lâesprit. \ud
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La troisiĂšme partie de lâĂ©tude porte sur une application importante des systĂšmes de reprĂ©sentation des connaissances dans ce contexte de lâinteraction homme-robot : le traitement du dialogue situĂ©. Notre approche et les algorithmes qui amĂšnent Ă lâancrage interactif de la communication verbale non contrainte sont prĂ©sentĂ©s, suivis de plusieurs expĂ©riences menĂ©es au Laboratoire dâAnalyse et dâArchitecture des SystĂšmes au CNRS Ă Toulouse, et au groupe Intelligent Autonomous System de lâuniversitĂ© technique de Munich. Nous concluons cette thĂšse sur un certain nombre de considĂ©rations sur la viabilitĂ© et lâimportance dâune gestion explicite des connaissances des agents, ainsi que par une rĂ©flexion sur les Ă©lĂ©ments encore manquant pour rĂ©aliser le programme dâune robotique âde niveau humainâ.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------With the rise of the so-called cognitive robotics, the need of advanced tools to store, manipulate, reason about the knowledge acquired by the robot has been made clear. But storing and manipulating knowledge requires first to understand what the knowledge itself means to the robot and how to represent it in a machine-processable way. \ud
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This work strives first at providing a systematic study of the knowledge requirements of modern robotic applications in the context of service robotics and human-robot interaction. What are the expressiveness requirement for a robot? what are its needs in term of reasoning techniques? what are the requirement on the robot's knowledge processing structure induced by other cognitive functions like perception or decision making? We propose a novel typology of desirable features for knowledge representation systems supported by an extensive review of existing tools in our community. \ud
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In a second part, the thesis presents in depth a particular instantiation of a knowledge representation and manipulation system called ORO, that has been designed and implemented during the preparation of the thesis. We elaborate on the inner working of this system, as well as its integration into several complete robot control stacks. A particular focus is given to the modelling of agent-dependent symbolic perspectives and their relations to theories of mind. \ud
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The third part of the study is focused on the presentation of one important application of knowledge representation systems in the human-robot interaction context: situated dialogue. Our approach and associated algorithms leading to the interactive grounding of unconstrained verbal communication are presented, followed by several experiments that have taken place both at the Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des SystĂšmes at CNRS, Toulouse and at the Intelligent Autonomous System group at Munich Technical University. \ud
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The thesis concludes on considerations regarding the viability and importance of an explicit management of the agent's knowledge, along with a reflection on the missing bricks in our research community on the way towards "human level robots". \ud
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Ătude de la sĂ©curitĂ© routiĂšre en prĂ©sence dâun vĂ©hicule automatisĂ©
«RĂSUMĂ: Lâautomatisation est fortement associĂ©e Ă lâessor Ă©conomique et gĂ©nĂ©ralement perçue comme un des moteurs importants de la prospĂ©ritĂ© technologique qui lâaccompagne. Hyponyme du futur, les voitures totalement autonomes sont souvent dĂ©peintes dans la littĂ©rature de fiction, dans les films et avec dâautres mĂ©diums artistiques comme un accessoire indispensable Ă une vie futuriste. Avec raison, la voiture autonome est perçue, dans lâimaginaire collectif, comme un jalon technologique important des progrĂšs dâingĂ©nierie dans le domaine du transport.
Comme pour la plupart des dĂ©veloppements qui la prĂ©cĂšdent, elle se veut un outil qui facilitera nos dĂ©placements. En effet, elle est gĂ©nĂ©ralement envisagĂ©e comme un remĂšde Ă une panoplie de problĂšmes comme lâaccĂšs Ă la mobilitĂ©, les Ă©missions de gaz Ă effet de serre et les collisions de la route. Malheureusement, il sâavĂšre impossible de valider ces affirmations et de connaĂźtre les effets rĂ©els Ă long terme de lâintroduction dâune telle technologie. Qui plus est, les craintes que suscitent ces vĂ©hicules en termes de sĂ©curitĂ© posent un frein important Ă leur implantation massive. Il sâavĂšre donc crucial dâexaminer cet aspect et de se questionner sur une façon de certifier leur sĂ©curitĂ©, et ce, sans avoir Ă attendre que des collisions se produisent.» et «----------ABSTRACT: Automation is strongly associated with economic growth and is widely seen as an important driver of the technological prosperity that accompanies it. Associated with the idea of the future, automated cars are often portrayed in fictional literature, movies and other mediums as an indispensable accessory to a futuristic life. The automated car is seen in the collective imagination as an important technological milestone in transportation engineering progress. As with most of the preceding developments, it is intended to facilitate our travelling behaviours. Indeed, it is generally seen as a remedy for a range of problems such as access to mobility, greenhouse gas emissions and road accidents. Unfortunately, it is impossible to validate these claims and to know the real long-term effects of the introduction of such a technology. Moreover, the safety concerns that these vehicles raise are a major obstacle to their widespread deployment. It is therefore crucial to examine this aspect and to question how to assess their safety, without having to wait for accidents to occur.