Grant: Discovery Grants Program - Individual

La miniaturisation de l'électronique pour les communications et la motorisation, ainsi que les technologies récentes (5G, prototypage, matériaux ultralégers) permettent d'envisager des designs réalistes pour déployer de grands groupes de robots. Une caractéristique remarquable des essaims robotiques est la complexité des comportements qui peuvent être générés à l'aide de plateformes de détection à faible coût, faible puissance et de petites dimensions. Les essaims peuvent ainsi améliorer les performances de systèmes automatisés complexes, encombrants et onéreux, et aider par exemple aux mesures d'adaptation aux changements climatiques : l'inspection de coraux, le catalogage de sites d'enfouissement, la surveillance des plantations, la détection de feux, la réponse aux catastrophes naturelles, etc. Ces domaines d'applications sont pour le moment limités par la complexité du contrôle multirobots. Généralement, les systèmes robotiques interactifs dits intuitifs utilisent des expressions non verbales (tableau de bord, indicateurs sonores ou lumineux, etc.) pour fournir des informations sur leur état interne et permettre une interaction personne-robot fluide. Toutefois, dans le cas des essaims de robots, l'utilisation de ces expressions non verbales communes est entravée par le caractère abstrait de l'entité `groupe' et la possibilité pour l'essaim de se reconfigurer à volonté. Un/e observateur/trice face à un essaim de robots doit prendre en compte un ensemble complexe de propriétés émergentes résultant des multiples comportements individuels, tels que la tendance des individus à rester proches les uns des autres, ou à harmoniser leurs vitesses. Il est donc primordial de centrer la conception d'interfaces de contrôle autour de la charge cognitive de l'opérateur/trice assurant des opérations plus sécuritaires et une meilleure appropriation de la technologie. La charge cognitive est un facteur clef pour l'appropriation de nouvelles technologies, car elle est directement associée à la facilité d'utilisation perçue. Ce programme vise à faciliter le contrôle à distance d'un groupe de robots par des méthodes novatrices de représentation et en surveillant la charge cognitive de l'opérateur/trice, une boucle de rétroaction encore inexplorée. Les objectifs sont, plus spécifiquement : O1. Représenter explicitement les états d'un groupe de robots mobiles décentralisés; O2. Ajuster en direct la commande à la charge cognitive de l'opérateur/trice, chacun couvert par 2 doctorants et 5 stagiaires de premier cycle. Ce projet créera un cadre d'intégration de l'ergonomie cognitive à la conception de systèmes automatisés, de manière à rendre le pilotage de robots plus sécuritaire. La réalisation des objectifs proposés est une étape importante vers la mise en marché d'essaims robotiques pratiques. Des discussions sont déjà entamées avec les concepteurs de systèmes robotiques commerciaux visant la manutention et les usines de fabrication (Clearpath, Kinova et Symbiotic).