Une architecture de contrôle distribuée pour l'autonomie des robots

Pour des tâches simples ou dans un environnement contrôlé, la coordination des différents processus internes d’un robot est un problème relativement trivial, souvent implémenté de manière ad-hoc. Toutefois, avec le développement de robots plus complexes travaillant dans des environnements non contrôlés et dynamiques, le robot doit en permanence se reconfigurer afin de s’adapter aux conditions extérieures et à ses objectifs. La définition d’une architecture de contrôle efficace permettant de gérer ces reconfigurations devient alors primordiale pour l’autonomie de tels robots. Dans ces travaux, nous avons d’abord étudié les différentes architectures proposées dans la littérature, dont l’analyse a permis d’identifier les grandes problématiques qu’une architecture de contrôle doit résoudre. Cette analyse nous a mené à proposer une nouvelle architecture de contrôle décentralisée, générique et réutilisable, selon une démarche qui intègre une approche "intelligence artificielle" (utilisation de raisonneur logique, propagation dynamique de contraintes) et une approche "génie logiciel" (programmation par contrats, agents). Après une présentation des concepts qui sous-tendent cette architecture et une description approfondie de son fonctionnement, nous en décrivons une implémentation, qui est exploitée pour assurer le contrôle d’un robot terrestre d’extérieur dans le cadre de tâches de navigation, d’exploration ou de suivi. Des résultats sont présentés et analysés. Dans une seconde partie, nous nous sommes penchés sur la modélisation et la vérifiabilité d’une telle architecture de contrôle. Après avoir analysé différentes solutions, nous décrivons un modèle complet de l’architecture qui utilise la logique linéaire. Nous discutons ensuite des différentes approches possibles pour montrer des propriétés d’atteignabilité et de sûreté de fonctionnement en exploitant ce modèle. Enfin nous abordons différentes voies d’enrichissement de ces travaux. En particulier, nous discutons des extensions possibles pour le contrôle d’un ensemble de robots coopérants entre eux, mais aussi de la nécessité d’avoir des liens plus forts entre cette couche de contrôle, et les approches de modélisation des fonctionnalités sous-jacentes. ABSTRACT : For simple tasks in a controlled environment, the coordination of the internal processes of a robot is a relatively trivial task, often implemented in an ad-hoc basis. However, with the development of more complex robots that must operate in uncontrolled and dynamic environments, the robot must constantly reconfigure itself to adapt to the external conditions and its own goals. The definition of a control architecture to manage these reconfigurations becomes of paramount importance for the autonomy of such robots. In this work, we first study the different architectures proposed in the literature, and analyse the major issues that a control architecture must address. This analysis led us to propose a new architecture, decentralized, generic and reusable, integrating an artificial intelligence approach (use of logical reasoning, dynamic propagation of constraints) and a software engineering approach (programming by contract, agents). After a presentation of the concepts underlying this architecture and an in-depth description of its operation, we describe an implementation which is used to control of a ground robot for navigation, exploration and monitoring tasks. Results are presented and analyzed. In a second part, we focus on the modeling and verifiability of such a control architecture. After analyzing different solutions, we present a comprehensive model of the proposed architecture that uses linear logic. We then discuss the different possible approaches to assess the properties of reachability and safety within this model. Finally we discuss different ways to enrich this work. In particular, we discuss possible extensions to the control of a multiple cooperating robots, but also the need for stronger links between the control layer and the modeling

Une architecture de contrôle distribuée pour l'autonomie des robots

Pour des tâches simples ou dans un environnement contrôlé, la coordination des différents processus internes d un robot est un problème relativement trivial, souvent implémenté de manière ad-hoc. Toutefois, avec le développement de robots plus complexes travaillant dans des environnements non contrôlés et dynamiques, le robot doit en permanence se reconfigurer afin de s adapter aux conditions extérieures et à ses objectifs. La définition d une architecture de contrôle efficace permettant de gérer ces reconfigurations devient alors primordiale pour l autonomie de tels robots. Dans ces travaux, nous avons d abord étudié les différentes architectures proposées dans la littérature, dont l analyse a permis d identifier les grandes problématiques qu une architecture de contrôle doit résoudre. Cette analyse nous a mené à proposer une nouvelle architecture de contrôle décentralisée, générique et réutilisable, selon une démarche qui intègre une approche "intelligence artificielle" (utilisation de raisonneur logique, propagation dynamique de contraintes) et une approche "génie logiciel" (programmation par contrats, agents). Après une présentation des concepts qui sous-tendent cette architecture et une description approfondie de son fonctionnement, nous en décrivons une implémentation, qui est exploitée pour assurer le contrôle d un robot terrestre d extérieur dans le cadre de tâches de navigation, d exploration ou de suivi. Des résultats sont présentés et analysés. Dans une seconde partie, nous nous sommes penchés sur la modélisation et la vérifiabilité d une telle architecture de contrôle. Après avoir analysé différentes solutions, nous décrivons un modèle complet de l architecture qui utilise la logique linéaire. Nous discutons ensuite des différentes approches possibles pour montrer des propriétés d atteignabilité et de sûreté de fonctionnement en exploitant ce modèle. Enfin nous abordons différentes voies d enrichissement de ces travaux. En particulier, nous discutons des extensions possibles pour le contrôle d un ensemble de robots coopérants entre eux, mais aussi de la nécessité d avoir des liens plus forts entre cette couche de contrôle, et les approches de modélisation des fonctionnalités sous-jacentes.For simple tasks in a controlled environment, the coordination of the internal processes of a robot is a relatively trivial task, often implemented in an ad-hoc basis. However, with the development of more complex robots that must operate in uncontrolled and dynamic environments, the robot must constantly reconfigure itself to adapt to the external conditions and its own goals. The definition of a control architecture to manage these reconfigurations becomes of paramount importance for the autonomy of such robots. In this work, we first study the different architectures proposed in the literature, and analyse the major issues that a control architecture must address. This analysis led us to propose a new architecture, decentralized, generic and reusable, integrating an artificial intelligence approach (use of logical reasoning, dynamic propagation of constraints) and a software engineering approach (programming by contract, agents). After a presentation of the concepts underlying this architecture and an in-depth description of its operation, we describe an implementation which is used to control of a ground robot for navigation, exploration and monitoring tasks. Results are presented and analyzed. In a second part, we focus on the modeling and verifiability of such a control architecture. After analyzing different solutions, we present a comprehensive model of the proposed architecture that uses linear logic. We then discuss the different possible approaches to assess the properties of reachability and safety within this model. Finally we discuss different ways to enrich this work. In particular, we discuss possible extensions to the control of a multiple cooperating robots, but also the need for stronger links between the control layer and the modeling.TOULOUSE-INP (315552154) / SudocSudocFranceF

A distributed control architecture for the autonomy of robots

Pour des tâches simples ou dans un environnement contrôlé, la coordination des différents processus internes d’un robot est un problème relativement trivial, souvent implémenté de manière ad-hoc. Toutefois, avec le développement de robots plus complexes travaillant dans des environnements non contrôlés et dynamiques, le robot doit en permanence se reconfigurer afin de s’adapter aux conditions extérieures et à ses objectifs. La définition d’une architecture de contrôle efficace permettant de gérer ces reconfigurations devient alors primordiale pour l’autonomie de tels robots. Dans ces travaux, nous avons d’abord étudié les différentes architectures proposées dans la littérature, dont l’analyse a permis d’identifier les grandes problématiques qu’une architecture de contrôle doit résoudre. Cette analyse nous a mené à proposer une nouvelle architecture de contrôle décentralisée, générique et réutilisable, selon une démarche qui intègre une approche "intelligence artificielle" (utilisation de raisonneur logique, propagation dynamique de contraintes) et une approche "génie logiciel" (programmation par contrats, agents). Après une présentation des concepts qui sous-tendent cette architecture et une description approfondie de son fonctionnement, nous en décrivons une implémentation, qui est exploitée pour assurer le contrôle d’un robot terrestre d’extérieur dans le cadre de tâches de navigation, d’exploration ou de suivi. Des résultats sont présentés et analysés. Dans une seconde partie, nous nous sommes penchés sur la modélisation et la vérifiabilité d’une telle architecture de contrôle. Après avoir analysé différentes solutions, nous décrivons un modèle complet de l’architecture qui utilise la logique linéaire. Nous discutons ensuite des différentes approches possibles pour montrer des propriétés d’atteignabilité et de sûreté de fonctionnement en exploitant ce modèle. Enfin nous abordons différentes voies d’enrichissement de ces travaux. En particulier, nous discutons des extensions possibles pour le contrôle d’un ensemble de robots coopérants entre eux, mais aussi de la nécessité d’avoir des liens plus forts entre cette couche de contrôle, et les approches de modélisation des fonctionnalités sous-jacentes.For simple tasks in a controlled environment, the coordination of the internal processes of a robot is a relatively trivial task, often implemented in an ad-hoc basis. However, with the development of more complex robots that must operate in uncontrolled and dynamic environments, the robot must constantly reconfigure itself to adapt to the external conditions and its own goals. The definition of a control architecture to manage these reconfigurations becomes of paramount importance for the autonomy of such robots. In this work, we first study the different architectures proposed in the literature, and analyse the major issues that a control architecture must address. This analysis led us to propose a new architecture, decentralized, generic and reusable, integrating an artificial intelligence approach (use of logical reasoning, dynamic propagation of constraints) and a software engineering approach (programming by contract, agents). After a presentation of the concepts underlying this architecture and an in-depth description of its operation, we describe an implementation which is used to control of a ground robot for navigation, exploration and monitoring tasks. Results are presented and analyzed. In a second part, we focus on the modeling and verifiability of such a control architecture. After analyzing different solutions, we present a comprehensive model of the proposed architecture that uses linear logic. We then discuss the different possible approaches to assess the properties of reachability and safety within this model. Finally we discuss different ways to enrich this work. In particular, we discuss possible extensions to the control of a multiple cooperating robots, but also the need for stronger links between the control layer and the modeling

Vécu et ressenti du médecin généraliste en consultations pédiatriques

Context: The general practitioner is increasingly confronted with pediatric consultations. Young doctors feel ill-prepared and sometimes feel that the work is rather complex. Objective: Collect the feelings of general practitioners in pediatric consultations. Method: A qualitative study was conducted with general practitioners in the Alpine region. Nine individual semi-directed interviews, conducted between November 2021 and February 2022, were the subject of an interpretative phenomenological analysis by two researchers. Results: Six women and three men, aged 28 to 69 years, based in rural, urban, or semi-rural areas of the Alpine arc were interviewed. They had training in pediatrics ranging from intemship in general medicine atone to a capacity in pediatrics. The physicians questioned about their feelings all expressed uncertainty during pediatric consultations; whether by questioning themselves; by having difficulties; by sometimes feeling powerless or illegitimate. The general practitioners expressed their feelings about the need to be competent, which is reinforced by the doctor's experience. This was reflected in the need to systematize consultations, to know one's limits and to remain focused on the child. Sorne expressed a change in their experience of consultations due to their own parenthood. They also recognized the influence of previous consultations. The interviews also revealed the importance of managing the environment. lndeed, the physicians reported the need to trust the parents even if some of them mentioned conflicts with some parents. There was sometimes a need to educate the parents, to identify their needs and the problems present during consultations and to assess the child's social environment. The relationship with the pediatricians was mentioned. We noted a real divide. Sorne doctors expressed a feeling of absence of the pediatrician in the overall care and others, on the contrary, managed to establish a partnership. Conclusion: The experiences of the general practitioners make us understand that the pediatric consultation seems complex but is not so complex. ln spite oftheir uncertainties and questioning, the general practitioners consider themselves competent. Moreover, the child leads to an interdependence of the actors gravitating around him. Despite their ability to adapt to their patients' environment, the doctors perceived a lack of support for parenthood for the children they follow. The physician sometimes has difficulty accessing a pediatric specialist, but sometimes manages to establish a partnership by creating a network. Experience and installation are two reassuring factors for the doctor and for the patients. This brings a certain legitimacy. The pediatric consultation is always tripartite, the doctor tries to desacralize the child in order to take care of him as a being in his own right with the specific clinicat characteristics of pediatrics.Contexte : Le médecin généraliste est de plus en plus confronté aux consultations pédiatriques. Les jeunes médecins s'estiment mal préparés et ont parfois le ressenti d'une certaine complexité. Objectif : Recueillir le ressenti des médecins généralistes en consultations pédiatriques. Méthode : Une étude qualitative a été menée auprès de médecins généralistes installés dans l'arc Alpin. Neufs entretiens individuels semi-dirigés, réalisés entre novembre 2021 et février 2022, ont fait l'objet d'une analyse interprétative phénoménologique par deux chercheurs. Résultats : Six femmes et trois hommes, âgés de 28 à 69 ans, installés en rural, en milieu urbain ou semi-rural dans l'arc Alpin ont été interrogés. Ils avaient des formations en pédiatrie allant de l'internat en médecine générale seul à la capacité de pédiatrie. Les médecins interrogés sur leur ressenti ont tous exprimé des incertitudes lors des consultations pédiatriques ; que ce soit en se remettant en question ; en ayant des difficultés ; en se sentant parfois impuissant ou illégitime. Les généralistes ont exprimé leur ressenti sur la nécessité d'être compétent ce qui est renforcé par l'expérience du médecin. Cela s'est traduit par le fait de systématiser les consultations, de connaitre ses limites et le fait de rester centré sur l'enfant. Certains ont exprimé une modification de leur vécu des consultations par leur propre parentalité. Ils ont aussi reconnu l'influence du vécu des précédentes consultations. Les entretiens ont aussi révélé l'importance de la gestion de l'environnement. En effet, les médecins ont rapporté la nécessité de faire confiance aux parents même si certains évoquaient des conflits avec certains d'entre eux. Il y avait parfois le besoin d'éduquer les parents, de bien repérer leurs besoins et les problématiques présentes lors des consultations et d'évaluer l'environnement social de l'enfant. La relation entretenue avec les pédiatres a été évoquée. Nous avons constaté un réel clivage. Certains médecins ont exprimé un sentiment d'absence du pédiatre dans la prise en charge globale et d'autres, au contraire, parvenaient à nouer un partenariat. Conclusion : Le vécu des médecins généralistes nous fait comprendre que la consultation pédiatrique parait complexe mais ne l'est pas tant. Malgré leurs incertitudes et remise en question, les médecins généralistes s'estiment compétents. De plus l'enfant entraine une interdépendance des acteurs gravitant autour de lui. Malgré leur capacité à s'adapter à l'environnement de leurs patients, les médecins ont perçu un manque de soutien à la parentalité pour les enfants qu'il suit. Le médecin a parfois des difficultés d'accessibilité au pédiatre spécialiste mais il réussit parfois à nouer un partenariat en se créant un réseau. L'expérience et l'installation sont deux facteurs rassurants pour le médecin comme pour les patients. Cela apporte une certaine légitimité. La consultation pédiatrique est toujours tripartite, le médecin s'efforce de désacraliser l'enfant en vue de le prendre en charge comme un être à part entière avec les spécificités cliniques de la pédiatrie

Une architecture pour l'autonomie des robots basée sur des agents-ressources

National audienceCet article présente un cadre pour organiser les différents processus nécessaires à l'autonomie d'un robot. Les principaux objectifs sont de permettre la réalisation d'une variété de missions sans que le développeur ait à écrire explicitement les schémas de contrôle, et de permettre d'augmenter les capacités du robot sans devoir ré-écrire ces schémas. L'architecture proposée repose sur une partition de la couche décisionnelle en ressources, chacune gérée par un agent spécifique. Les mécanismes garantissant la bonne utilisation de chaque ressource et gérant le réseau d'agents sont décrits, et illustrés dans le cas d'une mission autonome de navigation

ROAR : une architecture orientée agents pour l'autonomie des robots

Session "Articles"National audienceCet article présente un cadre pour organiser les différents processus nécessaires à l'autonomie d'un robot. Les principaux objectifs sont de permettre la réalisation d'une variété de missions sans que le le développeur ait à écrire explicitement les schémas de contrôle, et de permettre d'augmenter les capacités du robot sans devoir ré-écrire ces schémas. L'architecture proposée repose sur une partition de la couche décisionnelle en ressources, chacune gérée par un agent spécifique. Les mécanismes qui garantissent la bonne utilisation de chaque ressource qui gère le réseau d'agents sont décrits, et illustrés dans le cas d'une mission autonome de navigatio

Integrating realistic simulation engines within the MORSE framework

International audienceThe complexity of robotics comes from the tight interactions between hardware, complex softwares, and environments. While real world experience is the only way to assess the efficiency and robustness of a robotics system, simulations help to pave the way to actual experiments. But an overall robotics system requires simulations at a level of realism which no holistic simulator can provide, given the wide spectrum of disciplines and physical processes involved. This paper presents a way to integrate various simulators, in a distributed, scalable and repeatable way, to benefit from their different advantages and get the best fitted and accurate simulation for a given robotics system. It depicts how the MORSE open-source robotics simulator is adapted to comply with the High Level Architecture standard, thus allowing the reuse of numerous dedicated realistic simulators. Two examples of the integration of simulators are provided

Simulating complex robotic scenarios with MORSE

International audienceMORSE is a robotic simulation software developed by roboticists from several research laboratories. It is a framework to evaluate robotic algorithms and their integration in complex environments, modeled with the Blender 3D real-time engine which brings realistic rendering and physics simulation. The simulations can be specified at various levels of abstraction. This enables researchers to focus on their field of interest, that can range from processing low-level sensor data to the integration of a complete team of robots. After nearly three years of development, MORSE is a mature tool with a large collection of components, that provides many innovative features: software-in-the-loop connectivity, multiple middleware support, configurable components, varying levels of simulation abstraction, distributed implementation for large scale multi-robot simulations and a human avatar that can interact with robots in virtual environments. This paper presents the current state of MORSE, highlighting its unique features in use cases

Serum glycomics on postoperative day 7 are associated with graft loss within 3 months after liver transplantation regardless of early allograft dysfunction

Background. Prediction of outcome after liver transplantation (LT) is limited by the lack of robust predictors of graft failure. In this prospective study, we aimed to define a serum glycomic signature in the first week after LT that is associated with graft loss at 3 mo after LT. Methods. Patients were included between January 1, 2011, and February 28, 2017. Glycomic analysis was performed using DNA sequencer-associated fluorophore-associated capillary electrophoresis on a serum sample 1 wk after LT. Making use of Lasso regression, an optimal glycomic signature was identified associated with 3-mo graft survival. Results. In this cohort of 131 patients, graft loss at 3 mo occurred in 14 patients (11.9%). The optimal mode, called the GlycoTransplantTest, yielded an area under the curve of 0.95 for association with graft loss at 3 mo. Using an optimized cutoff for this biomarker, sensitivity was 86% and specificity 89%. Negative predictive value was 98%. Odds ratio for graft loss at 3 mo was 70.211 (P < 0.001; 95% confidence interval, 10.876-453.231). Conclusions. A serum glycomic signature is highly associated with graft loss at 3 mo. It could support decision making in early retransplantation.Background. Prediction of outcome after liver transplantation (LT) is limited by the lack of robust predictors of graft failure. In this prospective study, we aimed to define a serum glycomic signature in the first week after LT that is associated with graft loss at 3 mo after LT. Methods. Patients were included between January 1, 2011, and February 28, 2017. Glycomic analysis was performed using DNA sequencer-associated fluorophore-associated capillary electrophoresis on a serum sample 1 wk after LT. Making use of Lasso regression, an optimal glycomic signature was identified associated with 3-mo graft survival. Results. In this cohort of 131 patients, graft loss at 3 mo occurred in 14 patients (11.9%). The optimal mode, called the GlycoTransplantTest, yielded an area under the curve of 0.95 for association with graft loss at 3 mo. Using an optimized cutoff for this biomarker, sensitivity was 86% and specificity 89%. Negative predictive value was 98%. Odds ratio for graft loss at 3 mo was 70.211 (P < 0.001; 95% confidence interval, 10.876-453.231). Conclusions. A serum glycomic signature is highly associated with graft loss at 3 mo. It could support decision making in early retransplantation.A