Contrôle décentralisé d'une flotte d'aéronefs basé sur une perception embarquée des mouvements des opérateurs

Parmi les scénarios de déploiement d’aéronefs autonomes les plus prometteurs, on compte certes la livraison aérienne (Amazon et Drone Delivery), mais surtout l’exploration, la cartographie et l’inspection aériennes. Ces derniers sont des domaines déjà très actifs pour les opérateurs d’aéronefs professionnels. Dans ces conditions, les petits aéronefs (drones) offrent une grande maniabilité, une visibilité accrue, et une manoeuvre souvent plus rapide, tout en étant moins coûteux que les aéronefs habités. Ces avantages sont décuplés lorsque l’utilisation simultanée de plusieurs aéronefs est possible : une plus grande couverture pour un même temps de mission (observateurs parallèles) et moins de risques pour la mission au niveau des défaillances individuelles. Dans un scénario de reconnaissance, d’inspection ou de recherche, les points d’observations, robots (i.e. terrestre et aériens) et humains, sont multipliés, rendant la coordination stratégique des équipes sur le terrain complexe. Les opérateurs /trices doivent concentrer leurs propres capacités cognitives vers d’autres tâches essentielles à la mission tout en bénéficiant du support d’un groupe de robots. Malheureusement, les interfaces de contrôle les plus populaires, basées sur des télécommandes ou des dispositifs tactiles (tablettes ou téléphones intelligents), accaparent une grande partie de l’attention de l’opérateur, en plus d’être physiquement encombrantes. Des approches plus naturelles ont déjà fait leurs preuves, notamment les approches gestuelles en aviation et en jeu vidéo, et la parole avec les assistants personnels (Alexa, Google Home, Siri, etc.). Pour une interaction minimale, celle-ci doit être transparente, naturellement intégrée aux actions des opérateurs/trices. Ce projet consiste à concevoir un contrôle décentralisé de la flotte de robots basé sur une perception embarquée des mouvements des opérateurs/trices. En équipant les opérateurs/trices de balises de positionnement qui communiquent avec la flotte, ceux-ci/celles-ci sont alors considérés comme des membres leaders du groupe personnes-robots. Cette technologie présente un intérêt considérable pour la recherche et le sauvetage, ainsi que pour l’exploration (souterraine, planétaire, etc.) : les aéronefs deviennent des co-équipiers artificiels qui augmentent le rayon d’action des intervenants sur le terrain et améliorent ignificativement leur perception de l’environnement.

Le projet prendra ainsi racine dans l’intelligence en essaim, déployée sur des robots (au sol et en vol) équipés de capteurs leur permettant de détecter les obstacles dans leur environnement et leur position. Ces informations seront partagées dans l’essaim de manière à repérer les mouvements de l’opérateur et les interpréter. La réalisation du projet demande d’intégrer plusieurs aspects technologiques bien maîtrisés : station de changement de batterie, partage d’information décentralisée, planification de trajectoire pour l’évitement d’obstacles, afin de mettre la table pour la contribution principale dudoctorant qui participera au projet : une stratégie de contrôle de la flotte basée sur les mouvements de plusieurs opérateurs.