L'équipe CO4SYS

Nous développons des approches fondées sur des métaphores psychologiques et sociales pour l'apprentissage, le contrôle et l'organisation sociale dynamique d'agents autonomes au sein de collectifs cyber-physiques. Cela inclut des mécanismes bio-inspirés, associés à des outils d'optimisation ou à l'apprentissage automatique, permettant la localisation d'agents autonomes, la navigation dans des environnements encombrés, l'apprentissage cumulatif de comportements complexes (approche constructiviste) et le développement de comportements sociaux influencés par des mécanismes de contagion émotionnelle.

Une collaboration entre les équipes CO4SYS et CTSYS porte notamment sur les tests des systèmes multi-agents embarqués. Il s'agit notamment de faire évoluer et d'améliorer l'algorithme permettant d'accéder aux informations contenues dans les graphes représentant les agents du réseau de capteurs, ainsi que d'automatiser les tests.

Nous développons également des architectures de contrôle flexibles pour une catégorie de systèmes cyber-physiques, en exploitant la description différentielle « plate » de leur dynamique et des méthodes d’apprentissage automatique. Les applications visées comprennent la surveillance et la reconstruction 3D à l’aide d’une équipe de robots mobiles, l’agriculture de précision et les systèmes énergétiques à courant continu (CC) en micro-réseau. Dans ces applications, les tâches critiques nécessitent la présence de plusieurs agents ainsi que des stratégies de coordination, de communication et d’optimisation de la consommation de temps et d’énergie.

Un système artificiel complexe peut être composé de plusieurs sous-systèmes, qui peuvent être des systèmes émergents ou auto-organisés. Ces systèmes émergents mettent en évidence des productions collectives obtenues grâce à la coopération des entités qui les constituent, dans un contexte totalement décentralisé. La difficulté à observer et à contrôler les systèmes émergents qui en résultent réside dans la détection, l'enregistrement et la manipulation de ces productions collectives. Il est nécessaire de travailler sur l'observation, la conception et le contrôle de ces systèmes particuliers, ce qui implique d'adopter une vision à plusieurs niveaux des structures et des comportements. Nous nous intéressons tout particulièrement à la détection et à la manipulation des structures ou comportements émergents, aux mécanismes d'interaction entre les systèmes émergents, ainsi qu'au soutien méthodologique nécessaire à leur composition.

Un projet spécifique porte sur la coopération entre des systèmes hétérogènes visant à créer des écosystèmes intelligents, avec des applications dans la gestion des ressources et la gestion des catastrophes naturelles. Il s'agit de développer des architectures capables de détecter l'émergence de différentes organisations sociales (et pas seulement différentes instances d'une même organisation) et de subir des changements organisationnels (imprévus) afin de s'adapter aux variations environnementales.

Nous développons des approches discrètes structurées pour la modélisation et le contrôle de systèmes dynamiques. Ces approches s'appuient soit sur une discrétisation géométrique préservant les propriétés et la structure des systèmes multiphysiques, soit sur la modélisation discrète des phénomènes physiques de ces systèmes. Nous travaillons également à l'unification des concepts d'analyse et de conception des lois de contrôle fondés sur la thermodynamique, avec des applications notamment dans la gestion des réseaux d'assainissement (systèmes hydrauliques complexes) et l'étude des réseaux métaboliques. De plus, nous nous intéressons à la conception de contrôles basés sur des contraintes à l'aide de l'optimisation (par exemple, MPC économique, NMPC) avec des garanties de sécurité et des applications, en particulier dans les procédés industriels.