La collaboration humain-robot a récemment montré des avancées prometteuses, suscitant des recherches sur la commande intuitive des robots pour des tâches collaboratives. En particulier, en intégrant les technologies robotiques dans des contextes alimentaires et industriels, la collaboration humain-robot peut répondre aux défis de durabilité et d’efficacité, en plaçant l’humain au centre des systèmes de production innovants. Cependant, l’interaction humains-multi-robots reste peu explorée, notamment dans les scénarios où des équipes de robots hétérogènes collaborent pour des missions complexes avec objectifs multiples. En effet, les limites de chaque robot peuvent être compensées en combinant différents robots au sein d'une même équipe, collaborant ainsi de manière transparente à la réalisation d'un objectif commun. Par exemple, le transport d'un objet lourd peut être difficile, voire impossible, pour un seul robot. En revanche, un système multi-robots peut surmonter cette limitation. Cela exige des interfaces intuitives permettant aux utilisateurs de contrôler et coordonner, à distance ou dans le même espace de travail, des équipes de robots capables d’interagir entre eux et avec leur environnement.
Trois grandes questions ouvertes demeurent concernant la collaboration humain-multi-robots : (1) Interfaces et flexibilité : Comment concevoir des interfaces permettant aux opérateurs de contrôler intuitivement des équipes de robots hétérogènes tout en facilitant des opérations dynamiques de division et fusion des équipes ? (2) Interactions sécurisées : Comment garantir des interactions sûres, adaptant l’autonomie des robots en fonction des capacités des opérateurs, tout en priorisant la sécurité des humains et des robots ? (3) Conscience situationnelle : Comment améliorer la capacité des opérateurs à suivre l’état des équipes et de la mission grâce à des retours d’information pertinents et optimisés ?
Ce projet vise à faire progresser l’état de l’art dans trois directions : (1) Commande partagée : Développer des techniques permettant aux humains de donner des commandes de haut niveau intuitives (par ex., vitesse linéaire d’une charge), transformées en plans de mouvement réalistes par l’autonomie du groupe. Des retours visuels et haptiques enrichiront la compréhension des actions des robots; (2) Coordination autonome : Utiliser des techniques basées sur la passivité pour assurer des transitions fluides entre contrôle humain et autonome, tout en garantissant la stabilité des interactions malgré les imprévus. (3) Retour haptique : Élaborer des méthodes pour fournir un retour haptique intuitif, aidant les opérateurs à mieux comprendre les actions des équipes et à exécuter des tâches collaboratives en toute sécurité
-
M. Aggravi, C. Pacchierotti, P. Robuffo Giordano. “Connectivity-maintenance teleoperation of a UAV fleet with wearable haptic feedback.” IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 18(3), 1243-1262, 2020
-
M. Aggravi, A. Alaaeldin Said Elsherif, P. Robuffo Giordano, C. Pacchierotti. “Haptic-Enabled Decentralized Control of a Heterogeneous Human-Robot Team for Search and Rescue in Partially-known Environments.” IEEE Robotics and Automation Letters (also presented at ICRA’21), 6(3):4843-4850, July 2021
-
M. Aggravi, G. Sirignano, P. Robuffo Giordano, C. Pacchierotti. “Decentralized control of a heterogeneous human-robot team for exploration and patrolling.” IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 19(4):3109-3125, September 2022.
-
E. Restrepo, C. Secchi, P. Robuffo Giordano. "Passivity Preserving Energy-Aware Design for Multi-Dimensional Switched Systems: Application to Open Multi-Robot Systems." 2023 ⟨hal-04330519⟩.