Pour simplifier et accélérer le déploiement de la robotique intelligente dans l’industrie et au-delà, le CEA-List développe une architecture logicielle permettant une interaction optimale de l’ensemble des technologies mobilisées et facilitant l’adaptation des systèmes robotiques à différents contextes applicatifs. Cette recherche vise également à rendre les robots intelligents plus sûrs, autonomes et polyvalents.
Le développement de robots intelligents requiert la connexion d’un grand nombre de briques technologiques de différentes natures (mécanique, électronique, contrôle-commande, informatique, etc.) dont l’interfaçage doit répondre à certaines logiques fonctionnelles et/ou temporelles.
Un des axes du programme Robotique intelligente vise à définir une architecture logicielle permettant une interaction optimale de l’ensemble de ces briques, au niveau du système robotique lui-même et entre ce dernier et son environnement. Ouverte et modulaire, l’architecture prendra en compte les standards d’interopérabilité en vigueur pour permettre aux robots de fonctionner dans divers contextes applicatifs et environnements d’utilisation.
Les dimensions de sûreté (respect des réglementations de sécurité en vigueur, e.g. 15066), de certification et de cybersécurité du système robotique font également partie des travaux du List autour de l’architecture.
Sur le plan des logiciels, la recherche se concentre sur le développement de solutions avancées en mesure d’apporter une autonomie fonctionnelle et décisionnelle aux robots. L’objectif est qu’ils puissent réaliser des tâches de plus en plus complexes et passer très rapidement d´une tâche à une autre en fonction du contexte.
Dans sa première version, le Robot Compagnon développé par le CEA-List est capable de réaliser des tâches spécifiques (e.g. l’assemblage d’une dizaine de pièces mécaniques). Pour cela, il exécute un ensemble d’actions spécifiées dans un arbre de comportement décrivant leur composition logique. La logique de comportement est programmée par l’opérateur et exécuté par un module orchestrateur dont le rôle est de gérer la coordination et la configuration des multiples composants logiciels du système robotique.
Pour rendre le robot plus polyvalent et autonome sans avoir à programmer des politiques d’action pouvant gérer toutes les situations possibles (ce qui serait impossible), le CEA-List développe un nouvel orchestrateur capable de planifier de manière dynamique le comportement du robot.
Cet objectif suppose la conception de solutions sophistiquées combinant des fonctions de prise en compte de situation (à base d’apprentissage machine), de prise de décision (à base de systèmes experts et de système de gestion des connaissances) et de replanification.
La généralisation de l’usage des robots dans l’industrie passera aussi par le développement de leur capacité à apprendre d’eux-mêmes (e.g. apprentissage par renforcement). Dans ce contexte, le couplage des robots (et de leur environnement) à leur jumeau numérique pourra autoriser le développement d’approches hybrides combinant apprentissage en simulation et apprentissage à partir de données collectées dans le monde réel (approche Sim2real).
On pourra aussi s’appuyer sur les opérateurs pour apprendre aux robots les tâches à effectuer, moyennant la possibilité d’interagir de façon très intuitive et naturelle avec eux pour pouvoir les manipuler et leur montrer les actions à effectuer sans aucune connaissance en programmation ou en robotique (programmation par démonstration, par imitation).
Les travaux sur l’apprentissage fédéré ou l’IA symbolique trouveront aussi leur place pour conférer au robot de meilleures capacités de raisonnement et de réaction.
