Description du sujet de thèse

Équipes de collaboration multi-drones-humains pour des tâches d'assemblage et de manipulation à haut risque

Contexte de travail

Malgré les récents progrès considérables dans les domaines de l'automatisation, de l'informatique et de l'apprentissage automatique, les robots présentent encore de nombreuses limitations (par exemple, des capacités cognitives et de manipulation limitées) et ne peuvent pas accomplir seuls l'éventail des tâches que les humains peuvent réaliser. Parvenir à une collaboration efficace entre les robots et les humains pourrait clairement élargir la nature des tâches pouvant être abordées ensemble. L'objectif de ce projet est de proposer un système multi-robots permettant aux humains d'effectuer des tâches à distance dans des endroits élevés, éliminant ainsi tout risque potentiel pour l'opérateur. Étant donné que les robots terrestres ne peuvent pas être utilisés dans de telles conditions, nous proposons une équipe humain-multi-drones dans laquelle un utilisateur humain contrôle à distance un groupe de drones pour accomplir une tâche complexe nécessitant des capacités avancées de coordination et de manipulation. Pour atteindre un objectif aussi ambitieux, il est essentiel que les drones acquièrent des capacités de manipulation ainsi qu'une meilleure interaction et coordination avec les humains. De plus, plusieurs avancées dans la théorie, le contrôle et l'interaction des équipes coordonnées humain-drone doivent être réalisées. En tant qu'exemple représentatif d'un scénario à fort impact, nous prévoyons d'effectuer une tâche d'insertion de goupille dans un trou à une hauteur élevée : un groupe de drones transporte collaborativement un objet, c'est-à-dire une goupille, vers un emplacement cible, c'est-à-dire un trou. Une fois atteint, un manipulateur aérien saisit la partie inférieure de la goupille et l'insère dans le trou, en coordonnant son mouvement avec celui de l'équipe de transport. Ces actions sont imparties à distance par un opérateur humain, qui contrôle le mouvement synergique de l'équipe aérienne à l'aide d'une interface haptique au sol et de techniques de contrôle partagé. En même temps, l'opérateur reçoit des informations sur la tâche, l'équipe et l'interaction avec l'environnement, grâce à une combinaison de retours haptiques au sol et portables. Une vue de l'environnement distant est fournie à l'opérateur via un casque de réalité virtuelle grâce à un groupe de drones de support équipés de caméras.

A propos du laboratoire
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Présentation du CNRS en tant qu'employeur : https://www.cnrs.fr/fr/le-cnrs
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