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Agents adaptables pour robots sauveteurs

Encadrants :

Mots clés : Système Multi-Agents, Composants Logiciels, Adaptation dynamique, Robots mobiles, Système réparti, Communication sans fil.

Contexte du stage : le projet AROUND

Le climat global change, affectant la planète par des catastrophes de plus en plus fréquentes et dévastatrices. Celles-ci touchent tout particulièrement les zones urbaines des pays en voie de développement, comme le Vietnam, qui ne disposent pas en général de l’équipement pour recueillir en temps réel les informations nécessaires (évaluation des dégâts, localisation des victimes, chemins d’accès préservés, etc.) à une prise de décision efficace. Un des moyens préconisés par le PNUD (Programme de l’ONU pour le Développement) consiste à déployer sur le terrain des systèmes automatiques d’observation et de surveillance, mais ceux-ci ne sont que très rarement adaptés aux contraintes économiques des pays concernés.

Le projet AROUND (Autonomous Robots for Observation of Urban Networks after Disasters) développé en partenariat avec le Vietnam, tente de répondre à cette difficulté en proposant de concevoir un système d’aide à la décision intégrant trois niveaux :
  1. Des équipes de robots bon marché, autonomes et communicants, dotés d’une variété de senseurs et s’auto-organisant pour collecter l’information sur les sites touchés en zone urbaine.
  2. Un système de fusion de données entraîné à extraire en temps réel des informations pertinentes du flux d’observations que lui envoient les robots.
  3. Un SIG 3D auquel ces informations sont intégrées, utilisé par les décideurs locaux pour déterminer l’étendue des dégâts, contrôler la progression des robots, et leur désigner de nouvelles cibles d’exploration.

Problème traité dans le stage

Déployer et coordonner des robots autonomes d'observations dans le contexte du projet AROUND est en soi un challenge. Il soulève différents problèmes. Dans ce stage, nous focaliserons sur le problème du maintien de connexion réseau entre les robots et le centre de commandement qui reçoit les données et transmet les missions. Nous nous intéressons notamment au problème de gestion des déconnexions. Il y a déconnexion quand un groupe de robots se trouve hors de porté Wifi des autres robots. Dès lors, les robots isolés doivent s'adapter en laissant de côté leur mission initiale de récolte et de transmission de données pour se préoccuper tous de la reconnexion. Il est donc nécessaire de coordonner l'activité des différents robots du groupe isolé afin qu'ils opérent l'adaptation de manière concomitante.

Travail à réaliser et résultats attendus

Il s'agit de partir du concept de Système Multi-Agents (SMA) [1] et de considérer chaque robot comme un agent pour fournir une solution globale aux problèmes précédemment cités. Les différents agents seront construits à base de composants logiciels [2]. L'adaptation de chaque agent s'appuiera sur le moteur MaDcAr [3].

Le stagiaire devra comparer différentes stratégies de gestion et de coordination des adaptations. Une approche possible consiste à avoir un agent qui va, de manière centralisée, piloter les adaptations de l'ensemble des agents. Une autre approche, plus décentralisée, consiste à répartir la responsabilité de l'adaptation entre les différents agents. La liste suivante donne quelques exemples de critères :

L'étude théorique sera complétée d'un prototype. Pour ce faire, le stagiaire aura accès à un ensemble de robots du type Wifibot [4] pour les besoins d'expérimentation. Les communications seront réalisées à l'aide de la plate-forme pair à pair UbiquiTalk [5].

Afin de simplifier le prototypage, le scénario adopté correspond à une répartition des robots seront répartis en 2 catégories. La première correspond aux robots chargés de la communication. Ils jouent le rôle d'infrastructure de communication mobile. La deuxième catégorie correspond aux robots chargés de la récolte de données. Ces derniers utilisent les robots de la première catégorie pour acheminer les informations collectées au serveur central. Partant de cette configuration les déconnexions sont relativement aisées à détecter. Il y a déconnexion dès qu'un robot de communication n'est plus en contact avec aucun autre robot de communication.

Références

  1. J.P. Briot, Y. Demazeau. Systèmes Multi-Agents Principes et architectures. Hermes, Novembre 2001
  2. M. Riveill, Ph. Merle. Programmation par composants. Techniques de l'ingénieur, Informatique (Tech. ing., Inform.) Ivol. HB2, noH2759, pp. H2759.1-H2759.24 (21 ref.) 2000
  3. G. Grondin, N. Bouraqadi, L. Vercouter. Assemblage automatique de composants pour la construction d'agents avec MaDcAr. Journée Multi-Agent et Composant (JMAC 2006). 21 Mars 2006. Nîmes, France.
  4. Site web de WifiBot : http://www.wifibot.com/
  5. Site web d'UbiquiTalk : http://csl.ensm-douai.fr/UbiquiTalk
  6. Site web d'AROUND : http://www.ifi.auf.org/personnel/Alain.Boucher/recherche/ifi/around/index.html

Déroulement, financement

Ce stage s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre l'Ecole des Mines de St Etienne, l'Ecole des Mines de Douai et le GREYC (CNRS-Université de Caen). Il se déroulera dans les locaux du département IA de l'Ecole des Mines de Douai. Néanmoins, des points réguliers avec les différents encadrants seront effectués (une conférence téléphonique hebdomadaire, et une réunion mensuelle).

Ce stage est soutenu par le CPER TAC 2004-2006 de la région Nord-Pas de Calais et le fond européen FEDER. Le stagiaire percevera une indémnité d'environ 365 Euros mensuels.

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