IA pour l'intéropérabilité des systèmes cyber-physiques cognitifs – AI4C2PS
IA pour l'intéropérabilité des systèmes cyber-physiques cognitifs
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Enjeux et objectifs
La prochaine génération de l’entreprise cyber-physique (CPE) doit atteindre un niveau satisfaisant de flexibilité et d'efficacité qui intègre mieux les humains en relations avec les Systèmes Cyber-Physiques (CPS), et donne aux équipes Homme-machine une autonomie complète pour certaines tâches, notamment les reconfigurations ad-hoc et la résolution de problèmes imprévus. Une collaboration efficace Homme-CPS n'est possible que si l'interopérabilité inclut également le niveau cognitif afin de favoriser la compréhension et l'apprentissage du comportement de l'autre, et de s'adapter et réagir en conséquence. L'interaction Homme-CPS qui en résulte doit optimiser la qualité du processus de production et l'expérience de l'utilisateur. Le projet AI4C2PS ambitionne d’apporter l'interopérabilité cognitive Homme-CPS à l'entreprise cyber-physique. Le projet vise à répondre à la question de recherche suivante : comment la collaboration Homme-CPS en entreprise peut-elle être soutenue par des jumeaux numériques cognitifs, intégrant de l'IA neuro-symbolique ?
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AI4C2PS cherche à assurer une qualité continue de l’interopérabilité dans les systèmes d'entreprise collaboratifs composés de systèmes cyber-physiques (CPS) et d'humains. Le projet établira le concept de jumeau numérique (DT) de manière décentralisée où chaque CPS et chaque humain est représenté par sa propre version numérique. La création de jumeaux numériques humains (HDT) permettra la prise en compte des facteurs humains de manière plus précise pour le contrôle des CPS qui s’adapteront mieux à leur présence. AI4C2PS créera un environnement d'émulation dans lequel les DTs intègrent le raisonnement sémantique, le DRL et des capacités d’explicabilité sur la base de la connaissance modélisée ou apprise. Les DTs s’enrichiront ainsi en permanence de nouveaux axiomes et modèles, à partir de simulations et des données d'interopérations temps réel, apprenant des interactions entre les entités physiques et permettant ainsi leur adaptation ou reprogrammation sur la base d’informations compréhensibles. Le but ultime est d’obtenir des CPS cognitifs à partir des couples < CPS, DT>, capables d'interagir avec d'autres CPS et humains de manière transparente et autonome.
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Al Haj Ali, J.; Gaffinet, B.; Panetto, H.; Naudet, Y. Cognitive systems and interoperability in the enterprise: A systematic literature review. Annual Reviews in Control. 2024, 57, 100954.
Naudet, Y.; Panetto, H.; Abera Yilma, B. Towards cognitive interoperability in cyber-physical enterprises. 22nd IFAC World Congress, IFAC 2023. Jul 2023, Yokohama, Japan. 695-706.
Hefied, Y.; Valette, E.; Bril El Haouzi, H.; Demesure, G. Social holonic control architecture: A comparative study through tangibility and complexity prisms. 22nd IFAC World Congress, IFAC 2023. Jul 2023, Yokohama, Japan. 11088-11093.
Gaffinet, B.; Al Haj Ali, J.; Panetto, H.; Naudet, Y. Human-centric digital twins: Advancing safety and ergonomics in human-robot collaboration. 17th IFAC/IFIP International Workshop on Enterprise Integration, Interoperability And Networking, EI2N 2023. Nov 2023, Rome, Italy. 380-397.
La prochaine génération de l’entreprise cyber-physique doit atteindre (CPE) un niveau satisfaisant de flexibilité et d'efficacité qui intègre mieux les humains en relations avec les Systèmes Cyber-Physiques (CPS), et donne aux équipes homme-machine une autonomie complète pour certaines tâches, notamment les reconfigurations ad-hoc et la résolution de problèmes non prédéfinis. Une collaboration efficace Homme-CPS n'est possible que si l'interopérabilité inclut également le niveau cognitif afin de favoriser la compréhension et l'apprentissage du comportement de l'autre, et de s'adapter et réagir en conséquence. L'interaction Homme-CPS qui en résulte doit optimiser la qualité du processus de production et l'expérience de l'utilisateur. AI4C2PS vise donc à apporter l'interopérabilité cognitive Homme-CPS à l'entreprise cyber-physique. Il répondra à cette question de recherche principale : Comment la collaboration Homme-CPS peut-elle être soutenue par des jumeaux numériques intégrant l'IA neuro-symbolique, afin d'améliorer le pouvoir de décision des CPEs et l'intégration humaine dans un contexte évolutif et changeant ? En exploitant le concept de jumeau numérique de manière décentralisée, où chaque CPS et chaque humain sont jumelés, AI4C2PS cherche à relier la modélisation de l’humain, la représentation des connaissances et le raisonnement, ainsi que l'apprentissage par renforcement profond, afin de créer l’interopérabilité cognitive au sein du système-de-systèmes résultant.
Coordination du projet
Hervé PANETTO (Centre de recherche en automatique de Nancy)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
CRAN Centre de recherche en automatique de Nancy
LIST Luxembourg Institute of Science and Technology
ORISUN
Aide de l'ANR 479 999 euros
Début et durée du projet scientifique :
février 2023
- 42 Mois
