Créé le : 03/08/2009
RCS : UNE ARCHITECTURE COGNITIVE POUR DES SYSTEMES MULTI-AGENTS INTELLIGENTS RCS (Real-time Control System), inspiré par un modèle théorique du cerveau humain, est une architecture de référentiel et une méthodologie de conception pour les systèmes de commande temps réel. Développé depuis 30 ans, RCS a servi de base à de nombreux robots, machines-outils, systèmes automatisés et véhicules autonomes. Sa dernière version (4D/RCS), développée conjointement par les laboratoires de recherche de l'armée américaine et le ministère allemand de la défense, a pour objectif le développement de systèmes multi-agents intelligents, c'est-à-dire capables d'optimiser la probabilité de succès collectif de plusieurs robots. L'architecture, particulièrement adaptée au domaine militaire, est caractérisée par : une structure hiérarchique d'objectifs et de commandes des niveaux multiples de représentation de l'environnement des niveaux multiples de planification de tâches et de réaction aux événements externes l'appel systématique aux informations sensorielles, avec l'intégration d'un grand nombre de types de capteurs : inertiels, acoustiques, GPS, Radar, LADAR, etc. Les applications pilotes présentées sont : la conduite autoroutière automatisée les démonstrations de flottes de combat intégrées dans le cadre du programme FCS (Future Combat System) : 4 campagnes expérimentales menées en 2002 et 2003 totalisant 550 km parcourus en tout terrain, à plus de 90% en mode autonome dans le cadre du programme MARS (Mobile Autonomous Robot Software) de la DARPA, la quantification de la complexité des tâches de conduite sur route et le développement d'un comportement tactique. La technologie considérée par l'auteur comme clé des progrès actuels est le Radar Laser (LADAR), auquel son département au NIST consacre d'importantes recherches décrites à maintes reprises dans le cadre des congrès ISARC. La présentation conclut sur une intéressante prospective des débouchés attendus sur 20 ans : 2005 : des technologies robustes pour la conduite guidée sur route et la navigation tout terrain 2010 : grâce aux caméras LADAR, la résolution et la vitesse sont compatible avec un traffic dense 2015 : des raisonnements cognitifs suffisants pour un comportement tactique sur champ de bataille 2020 : ces technologies approchent le niveau de performance humain 2025 : les véhicules autonomes surpassent l'homme dans presque toutes les applications. Commentaire : Le document publié dans les actes est limité à la présentation technique de l'architecture RCS. DEVELOPPEMENT DE ROBOTS DE SAUVETAGE A L'INSTITUT DE TECHNOLOGIE DE TOKYO La présentation illustre la production du laboratoire Hirose/Yoneda de l'Université de Tokyo : robots serpents : mécanismes de type « chenille active » dotés de capacités de mouvement glissant efficient et de levage de charges les rendant très intéressant dans les opérations de sauvetage après désastres robots marcheurs quadrupèdes utilisés pour les opérations de construction en pente raide, robots rampants : TAQT, un robot de transport à chenilles capable de franchir un escalier en maintenant sa charge horizontale essaims de robots appliqués au positionnement coopératif (CPS, Cooperative Positioning System) lorsque les méthodes classiques de positionnement (GPS) sont inopérantes : une combinaison de mesures odométriques absolues sur chaque robot et de mesures d'angles sur les robots voisins utilisés comme balises mobiles robots de déminage : présentation d'un programme développé dans le cadre de la convention de Tokyo pour la reconstruction de l'Afghanistan (2002) et axé sur le déminage de « niveau 3 » (inspection visuelle par dégagement du sol autour d'un objet enterré repéré par des détecteurs de métaux) ; le robot est conçu comme un assistant, et non un engin autonome Des réflexions sur la robotisation des opérations de secours en cas de désastres (tremblements de terre, actes de terrorisme) sont présentées au travers de quelques exemples : Souryu 1 et Souryu 2, robots serpents ; Genbu, tuyau d'incendie actif, articulé à trains de roues multiples ; Helios 7, engin chenillé à bras articulé ; Helios 6, engin rampant équipé d'un lance-crampon ; variante améliorée d'un vérin de levage de type automobile, etc. Commentaire : Seul un résumé d'une demi-page est inclus dans les actes du congrès. DEVELOPPEMENT DE TECHNOLOGIES IN-SITU POUR LES MISSIONS SUR MARS DE LA NASA Les missions scientifiques d'exploration de Mars, initiées dans les années 70, sont entrées à partir de 1996, après les premières investigations à partir de stations orbitales, dans une phase d'exploration in situ notamment avec les programmes Pathfinder, Spirit et Opportunity. L'auteur, chef du département MTP (Mars Technology Program) à la NASA, présente les défis et les technologies qui entourent le programme de missions coordonnées en cours (une tous les 26 mois) jusqu'en 2016. La complexité de l'entreprise fait que plus de 50% des 34 missions lancées à ce jour ont été des échecs. Les difficultés tiennent à la taille de la planète (importante gravité) et à son atmosphère limitée qui font que l'étape critique d'EDL (Entry, Descent, Landing) se déroule en 6 minutes. Sachant que le temps de trajet d'un signal depuis la terre est de 10 à 15 minutes, les opérations doivent être intégralement automatisées. Paradoxalement, la durée des missions et leur coût freinent l'usage de technologies émergentes, la priorité étant à la fiabilité et à la rusticité. Les leçons du programme Pathfinder, composé d'un module d'aterrissage et d'un petit robot maraudeur empruntant les technologies de l'aviation, ont conduit au développement de plusieurs générations de maraudeurs (programme MER Mars Exploration Rover) axées sur la simplification (en particulier diminution du nombre de câbles électriques) et une cinématique offrant robustesse et compacité en position repliée. Le résultat remarquable est que plusieurs des robots d'exploration des missions lancées depuis 96-97 (Global Surveyor, Odyssey, Mars Express) sont encore en activité. Les maraudeurs de génération actuelle, dont un exemple est le FIDO (Field Integrated Design and Operations Rover) du Jet Propulsion Laboratory, sont destinés à être parachutés sur site et non amenés par un module d'aterrissage séparé. Ils intègrent des technologies telles que DIMES (Descent Image Motion Estimation Systems) pour la compensation des vents latéraux en phase d'aterrissage, l'odométrie visuelle, la navigation à base de caméras stéréoscopiques (GESTALT). Les principales missions actuellement programmées sont : 2005 : lancement de Mars Reconnaissance Orbiter, une station orbitale destinée à donner une vision à très haute résolution du terrain 2007 : Phenix Scout, expédition sur long trajet pour détecter la présence de glace 2009 : deux missions de grande ampleur, Mars Telesat Orbiter (satellite de télécommunications pour le pilotage des maraudeurs) et Mars Science Laboratory, nouvelle génération de rover (plus grand, nouvelle électronique à longue durée de vie, nouvelle procédure d'aterrissage). 2011 : Technology Testbed Lander, préparation de la mission 2013 2013 : mission très ambitieuse de collecte, puis de retour sur terre (en 2016) d'échantillons de sol. Commentaire : Seul un résumé d'une demi-page est inclus dans les actes du congrès. Dommage, car la présentation fort intéressante était abondamment illustrée et est difficile à résumer. Toutefois, ces informations sont sans doute en grande partie accessibles sur l'Internet, voir en particulier le site de la NASA consacré aux robots maraudeurs, http://marsrovers.jpl.nasa.gov/home/index.html. Références 1. RCS: A Cognitive Architecture for Intelligent Multi-Agent Systems J.S. Albus, A.J. Barbera Proceedings IAV 2004, Lisbonne, Portugal 2. Development of Rescue Robots in Tokyo Institute of Technology S. Hirose Proceedings IAV 2004, Lisbonne, Portugal 3. In-situ Technology Development for NASA Mars Missions S. Hayati Proceedings IAV 2004, Lisbonne, Portugal