O2R "Projets AS1 et AS4" - Robotique Organique

Coordinateurs : Christian Duriez Inria de l’Université de Lille CRIStAL, Gregorio Ameyugo , CEA-LIST, Philippe Fraisse CNRS Université de Montpellier

Membres impliqués AS1 et AS4 : Quentin Peyron INRIA, Jérémie Dequidt Université de Lille CRIStAL

Équipe : DEFROST du Groupe Thématique : CO2

Plateforme : PRETIL

Résumé :

Au cours des dernières décennies, la robotique a été une source d’innovation pour les systèmes de production, de logistique, d’intervention, d’exploration et de santé. Cependant, malgré d’immenses progrès technologiques, des questions et problèmes relatifs à l’intégration des robots dans nos vies et notre société demeurent. Leur conception et leur développement, issus des techniques d’ingénierie nées lors de la révolution industrielle, ne répondent plus toujours aux besoins soulevés par des usages sans cesse changeants.
Ils restent essentiellement déconnectés des nouveaux enjeux sociétaux liés à l’humain et à l’environnement.
Le programme Robotique Organique propose de mettre en œuvre une robotique socialement adaptée, dans ses principes, son comportement, ses performances et ses usages, et ouverte à la complexité des enjeux de la société. Ce programme de recherche exploratoire s’appuiera sur une approche pluridisciplinaire intégrant les sciences sociales et humaines, les sciences du numérique et les sciences de l’ingénieur. Nous refonderons, en intégrant les apports de ces différentes disciplines, les méthodologies, les comportements d’action et d’interaction, les fonctions cognitives, les capacités d’apprentissage, en rupture avec les technologies robotiques actuelles et leurs limitations. Le programme Robotique Organique vise à amorcer une mue de la robotique pour créer une nouvelle génération de robots capables d’interactions fluides et naturelles avec les utilisateurs, d’adaptation sociale dans leurs interactions, et qui accompagne les transitions technologiques des sociétés en produisant des services adaptés, réactifs et fiables aux citoyens. Pour atteindre ces objectifs, nous proposons un programme de recherche dédié à la création de robots organiques, associant les communautés de la robotique et des sciences sociales. Cette intrication des disciplines vise à développer une nouvelle génération de robots au service de l’humain et à stimuler, dans une optique prospective, une réflexion plus globale sur le rapport entre robotique et société. Repenser les usages, le rapport entre robotique et société par une démarche réflexive est au cœur du programme. Trois défis scientifiques sont adressés dans ce projet via une approche pluridisciplinaire :

• 1. Identifier les déterminants de l’adaptation sociale des robots et leurs liens avec le comportement de ces derniers et leur conception.
• 2. Créer des architectures matérielles et logicielles intégrées pour les robots, permettant une intelligence incarnée et une robustesse face à la complexité de leurs environnements d’exercice et d’usage.
• 3. Doter les robots de capacités d’interactions fluides avec les humains.

Les impacts économiques, environnementaux et sociétaux de la robotique sont nombreux. Nous souhaitons focaliser nos efforts à court terme sur le domaine de la santé et plus généralement sur l’assistance à la personne. Progressivement et en collaboration avec les sciences sociales, nous ouvrirons nos cas d’usages vers d’autres domaines d’applications qui restent à définir pendant la durée du programme et qui pourront toucher tous les domaines. Le programme s’organisera autour des défis via le soutien à des projets et des équipes de recherches ciblées, à des projets de recherche ouverts et pluridisciplinaires, en privilégiant notamment la collaboration robotique/sciences sociales. Des équipements de rupture mutualisés seront également mis en œuvre, afin d’intégrer l’ensemble des concepts scientifiques évoqués et de capitaliser et de valoriser les résultats obtenus. Le budget servira aux financements de thèses, de post-docs, d’ingénieurs plateformes matériels/logiciels, de recrutement de jeunes chercheurs et des actions de transfert. L’ensemble des données, des prototypes et des logiciels développés dans le cadre du programme Robotique Organique fera l’objet d’une diffusion ouverte, en privilégiant l’open source.

Abstract

Over the past decades, robotics has been an important source of innovation for production systems, logistics, rescue, exploration, and health. Yet, despite tremendous technological progress, there are still open questions and issues regarding the integration of robots in our lives and society. Their design and development, based on the engineering techniques that emerged during the industrial revolution, do not meet the needs raised by permanently changing uses. Robots remain essentially disconnected from the new societal issues related to humans and to the environment. The Organic Robotics program proposes to implement a new robotics exhibiting social adaptation, by its principles, behaviors, performances and uses, and open to the complexity of the society. This exploratory research program will be based on a multidisciplinary approach, integrating social sciences and humanities, digital sciences, and engineering sciences. By integrating the contributions of these different disciplines, we will reconsider methodologies, action and interaction behaviors, cognitive functions, and learning capacities, in contrast to current robotic technologies and to their limitations. The Organic Robotics program aims to initiate a change in robotics to create a new generation of robots capable of fluid and intuitive interactions with users and social adaptation in their interactions to produce adapted, responsive, and reliable services to citizens, accompanying technological transitions of the society. To achieve these goals, we propose a research program dedicated to the creation of organic robots associating the robotics and social sciences communities. This interweaving of social sciences and humanities and robotics aims to develop a new generation of robots at the service of humans and to stimulate, in a prospective way, a more global reflection on the relationship between robotics and society. Rethinking uses, the relationship between robotics and society through a reflexive approach is at the heart of the program.
In this project, we address three scientific challenges through a multidisciplinary approach :

• 1. Understanding determinants for social adaptation of robots and their links with robotic decisions and design choices.
• 2. Creating integrated robot hardware and software architectures, to enable embodied intelligence and robustness faced with the complexity of their exercise and use environments
• 3. Endowing robots with capabilities for fluid interaction with humans, to favor social integration.

The economic, environmental, and societal impacts of robotics, and more generally, of technologies, are numerous. We wish to focus our efforts in the short term on the field of health and more generally on assistive robotics. Progressively, in collaboration with the social sciences, we will open our use cases to other application domains, which will be defined during the program, and which could involve all areas. The program will be structured around the challenges, by supporting targeted research projects and teams, and open and multidisciplinary research projects, with a special focus on robotics/social sciences and humanities collaboration. Breakthrough shared equipment will also be implemented, to integrate all the scientific concepts mentioned and to leverage the results. The budget will be used to fund PhD theses, post-docs, hardware/software platform engineers, young researchers recruitment, and transfer actions. All the data, prototypes and software developed in the framework of the Organic Robotics Program will be subject to open dissemination, via open-source developments.