Institut des Systèmes Intelligents
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Titre de la thèse : Contribution à la conception d’interfaces et de comportements interactifs pour des robots personnels



Mots clés : robots sociaux, interfaces, comportements interactifs, prise de décision, suivi de personne, détection de personne.

 

Cette soutenance aura lieu le
30 Mars 2012 à Paris
UPMC – Campus Jussieu, 4 Place Jussieu - 75005 Paris
Tour 55, 2ème étage, couloir 55-65, salle 211



Jury : 

Rachid Alami - Directeur de Recherche CNRS, LAAS (Rapporteur)
Dominique Duhaut - Professeur, Université de Bretagne Sud (Rapporteur)
Mohamed Chetouani - Maître de Conférence, UPMC (Co-encadrant)
Eric Lucet - Chef de projet, Robosoft (Examinateur)
Patrick Malléa - Directeur du Développement au CNR-Sant (Examinateur)
Raja Chatila - Directeur de Recherche CNRS, UPMC (Examinateur)
Anne-Sophie Rigaud - Professeur, Hôpital Broca (Examinateur)
Philippe Bidaud - Professeur, UPMC (Directeur de thèse)



Resumé :


Ce travail de thèse s'inscrit dans le contexte d'un certain nombre de projets qui visent la conception, le développement et l'évaluation de systèmes robotiques mobiles pour l'autonomie des personnes à domicile. Deux aspects complémentaires mais néanmoins distincts sont considérés dans ce travail de thèse:
1.    La définition d'une interface graphique qui permet aux utilisateurs d'accéder aisément aux fonctionnalités du robot ;
2.    La mobilité du système, portant cette interface, dans des environnements intérieurs encombrés, relativement à la personne et dans un certain contexte.
Le type d'interface proposée pour l'interaction est un aspect très important notamment en raison de la population cible : des séniors, non experts, souffrants souvent de troubles cognitifs. Les règles générales pour la conception d'une interface sont indépendantes de la technologie et doivent s'inspirées des principes relevant de la psychologie cognitive et des sciences sociales. Afin de rendre l‘interface du robot parfaitement adaptée à chaque utilisateur, une méthode de sélection d’icônes a été proposée et expérimentée avec les patients de l’hôpital gériatrique Broca.

Les problèmes relatifs à la mobilité autonome du support de l’interface sont particulièrement complexes. Ils reposent sur deux questions centrales qui sont d’une part la localisation de la personne dans l’espace d’évolution du robot et d’autre part la définition de comportements d’interaction. Pour la détection et la localisation de la personne, un détecteur des jambes par laser 2D a été implémenté. La vitesse de la personne et sa trajectoire sont calculées en appliquant un filtre de Kalman étendu sur les données issues du laser. Pour répondre au besoin de donner au robot un comportement flexible par rapport à l’utilisateur, au contexte et aux événements qui se produisent de façon imprévisible, nous avons implémenté un moteur de décision exploitant le logiciel SpirOps. Les entrées de ce moteur décisionnel sont des informations extraites des différents capteurs. Ces informations sont exploitées avec des méthodes de logique floue utilisant une base des règles que nous avons définie et paramétrée pour produire en sortie du moteur des valeurs d’intérêt associés à chaque action que le robot peut exécuter. Le robot peut alors décider dynamiquement quelle est l’action la plus logique et adéquate à réaliser dans les différentes situations.