Le projet VIATIC a pour objectif de réaliser une maquette d’un système de coordination d’un groupe de robots autonomes ayant pour mission d’atteindre un ensemble de cibles faiblement mobiles et dont les positions ne sont pas précisément connues. L’aspect connaissance imparfaite - carte de l’environnement incomplète - et imprécise - erreurs de localisation - est un élément essentiel de ces scénarios. Le caractère dual du projet sera illustré au travers de deux cas d’étude : dans le domaine militaire, les algorithmes développés seront appliqués à des problématiques d’interception de cibles faiblement mobiles ré-allouables. Il s’agit de scénarios multi-missiles - multi-cibles demandant le développement de nouvelles stratégies de guidage et d’allocation d’objectifs coopératifs qui pourront être appliqués à des attaques au sol en milieu urbain. Dans le domaine civil, le cas d’étude est celui de la redistribution des véhicules électriques dotés de fonction de pilotage autonome et devant rejoindre une borne de recharge et/ou une place de stationnement. Il s’agit également de scénarios multi-véhicule – multi-cible pour lesquels il faut déterminer les trajectoires optimales en environnement contraint avec évitement de conflit et, comme pour le problème d’interception de cible, d’allocation d’objectif coopératifs. La coordination des robots sera faite en utilisant des algorithmes d’optimisation, si possible embarqués, qui intègrent d’une part la prise en compte de contraintes et d'obstacles et d’autre part une certaine incertitude sur l’environnement et sur la position des cibles à atteindre. La réalisation de cette maquette s’appuie sur les développements récents de la Théorie de la Viabilité et de la Théorie des Jeux dynamiques, mettant en œuvre de nouveaux algorithmes, dont les performances de calcul, renforcées par un choix optimal d’architecture, seront compatibles avec les exigences de temps de réponse de l’application.
D’une durée de trois ans, le projet associe trois laboratoires (LASTRE, CREA, IRSEEM) et un industriel (MBDA). Le LASTRE et le CREA sont plus particulièrement en charge de la modélisation mathématique et de la conception des algorithmes. MBDA viendra en appui sur les tâches de spécification, simulation et définition des scénarios. L’IRSEEM assure la coordination du projet et la réalisation d’un démonstrateur en s’appuyant sur les nouvelles installations de son Campus en Intégration de Systèmes Embarqués (CISE). Les véhicules (scénario civil) ou missiles (scénario militaire) seront matérialisés par trois robots mobiles (wifibot) autonomes (centrale inertielle, LIDAR, calculateur embarqué) et communicants (possibilité d’échanger les informations de localisation). Un système de capture 3D du mouvement composé de 20 caméras à stroboscope infrarouge (système VICON) fournira un suivi temps réel et précis de tous les robots sur une zone d’évolution de 150m². Les résultats expérimentaux que fournira cette maquette seront déterminants pour pouvoir tester la portée et l'efficacité de cette méthode afin d’envisager un transfert industriel.
En conclusion, VIATIC est un projet scientifique interdisciplinaire dont l'objectif est double. D'une part développer la recherche "mathématique" susceptible d'apporter des solutions à des problèmes de contrôle de systèmes en temps "presque" réel et rendre tangible l'innovation scientifique qu'apporte la mise en œuvre de l'approche "viabilité et jeux différentiels" à l'étude des systèmes dynamiques contraints dont la complexité met bien à mal les approches classiques. D'autre part ouvrir la voie à des innovations industrielles en démontrant la faisabilité opérationnelle de cette innovation scientifique par son expérimentation en situation concrète.MBDA France : Stéphane LE MENEC
CREA / Ecole Polytechnique : Jean-Pierre AUBIN
LASTRE : Patrick Saint-Pierre, Anya Desilles
