Workshop CPS

Journée sur les Architectures Logicielles pour la Robotique Autonome, les Systèmes Cyber-Physiques et les Systèmes Auto-Adaptables (GdR GPL et Robotique)

  • UPMC-LIP6 Paris, lundi 1 décembre 2014
  • Soutenue conjointement par les GDR GPL et Robotique du CNRS

Programme

  • 9h30 Accueil, café, croissants
  • 9h45 Ouverture de la journée
  • 10h00 Session orientée robotique autonome
  • 12h00 Déjeuner à la brasserie L'Ardoise (offert aux participants)
  • 13h45 Session orientée informatique autonomique
  • 15h15 Café-posters
  • 16h30 Table ronde : Problématiques ouvertes
  • 17h30 Fin de la journée

Les PDF des exposés sont disponibles dans une unique archive ZIP.

10h00 Exposé invité: RobotML

  • Bruno Patin, Cyril Novales, Serge Stinckwich, Selma Kchir, Dhouib Saadia, Nicolas Du Lac

10h45 Exposé invité: Software Development for Robotics: Beyond ROS

  • Gerhard Kraetzschmar, Professor for Autonomous Systems Bonn-Rhein-Sieg University of Applied Sciences
  • Abstract: Software development for robotics is notoriously difficult, error-prone, and time-consuming. In my talk, I outline the major reasons for this problem. Good software architectures can help, but the notion of architecture is very incoherently used in the robotics community. After presenting a proposal to straighten out the terminology I will present a proposal for the general structure of software architectures for robotics and an accompanying software development process model which targets the development of robot software application following this model.
  • Bio: Gerhard Kraetzschmar is a Professor of Autonomous Systems and Computer Science at Bonn-Rhein-Sieg University in Sankt Augustin near Bonn, Germany, where he teaches mainly in the International Master of Science program in Autonomous Systems. His research interest include robotics, artificial intelligence, artificial life, and neuroinformatics, with a particular focus on multirobot teams, robot learning and planning, architectures and middleware for autonomous sensorimotor systems, and software engineering in robotics. He participated in numerous research projects, including the EU-funded projects "Roberta-Goes-EU", "BRICS" ("Best Practice in Robotics") and "RoCKIn" ("Robot Competitions Kick Innovation in Cognitive Systems and Robotics"), and is also active as reviewer and evaluator for the European Commission, the German Academic Exchange Service (DAAD), and other funding agencies. He served as Founding Director on the Board of Directors of euRobotics aisbl, and as Vice President for Europe of the RoboCup Federation, where he also represents the RoboCup@Work, RoboCup@Home, and RoboCupJunior Leagues in the Board of Trustees. He is a member of AAAI, ACM, IEEE, and GI.

11h15 Robotic engineer’s specifications for a well-fitted Model-Driven Control Architecture for Robots

Eric Moliné, Nicolas Morette, Cyril Novales, Pierre Vieyres (Laboratoire PRISME, Université d'Orléans)

This paper gives an overview of reflections about a more generic robotic architecture model and its associated tools. The objective of our work is not to define a new robot software but rather to define and then propose a common model for the various actors in the robotic field. This model could then be used as a unified language tool by the communities whatever the purpose their different robots have been designed for, whatever the targeted hardware, the chosen frameworks or the host operating systems. Even if we are not yet strongly familiar with the specificities of the Model-Driven Architecture (MDA) and with the Domain-Specific Language (DSL), we are self-convinced by the powerful benefits that these two fields could bring to robotics and to robotic architecture models. In this paper, we discuss about the characteristics a robotic architecture model should own to be efficiently designed by software model engineers and easily but efficiently used by robot engineers.

11h30 Les atomes : de la description du contrôle à son implémentation

LASBOUYGUES Adrien, PASSAMA Robin, ANDREU David et LAPIERRE Lionel (LIRMM, Montpellier)

Les robots d’exploration peuvent aujourd’hui évoluer dans des environnements complexes difficilement accessibles à l’homme pour des raisons de coût ou de sécurité. Ils intéressent donc la communauté scienti- fique comme vecteur d’étude de l’environnement. Pour pouvoir mener à bien ces missions, il est indispensable de développer les équations de contrôle adéquates puis de les implémenter sous forme de logiciels de contrôle dans le robot. Afin de décrire le comportement désiré, un ensemble de modèles sont utilisés pour représenter le robot, son evironnement, les interactions entre eux ainsi que les tâches à accomplir. Ces modèles reflètent, la plupart du temps, une imbrication implicite de connaissances. Hors, au vu de la diversité des missions que doit effectuer un robot, il est nécessaire de rendre ce contrôle le plus modulaire possible afin de faciliter sa réutilisation et son adaptation d’une application robotique (environnement, tâche, robot mis en œuvre) à une autre. Si les nombreux apports du génie logiciel favorisent la modularité, et de fait la réutilisabilité, le logiciel de contrôle en lui-même n’en tire que peu profit. En effet, l’imbrication des connaissances au sein des modèles proposés par l’automaticen, qui servent de base pour l’écriture du logiciel de contrôle, conduit à un contrôle souvent "monolithique" au sens où il entraîne un couplage fort entre les différents éléments relevant de l’application robotique. De fait, cela rend très difficile, par exemple, l’adaptation d’une loi de commande d’une application robotique à une autre. Notre approche vise à établir un pont entre d’un côté l’univers de l’automatique et de l’autre celui de génie logiciel afin de mettre la problématique de réutilisabilité au centre de nos préoccupations tout en permettant d’intégrer les contraintes émanant de l’application robotique, que ce soit les considérations liées à la stabilité du contrôle ou celles provenant, par exemple, des performances des capteurs. Pour cela, nous nous basons sur un nouveau paradigme de description des lois de commande sous formes d’atomes, des entités "minimales" encapuslant des éléments de connaissance tels que des modèles ou des caractéristiques de l’instrumentation. Un contrôle est donc construit comme une composition d’atomes liant notamment capteurs et action- neurs du robot. Le contrôle devient donc lui-même modulaire. A partir de cette composition, comme le montre la figure 1, nous allons pouvoir faire émerger les contraintes, pour l’instant temporelles, émanant des atomes sous la forme d’une expression. Ensuite nous pourrons valuer cette expression en fonction des contraintes provenant à la fois du contrôle mais aussi des caractéristiques de l’architecture Hardware et Software sur laquelle sera projetée la loi de commande. Ainsi, il est possible de déterminer si le contrôle est implémentable ou non sur la cible maté- rielle et logicielle. Lorsque le contrôle est implémentable, les contraintes générées vont permettre d’aider l’ingénieur logiciel à choisir quels mécanismes provenant de son Middelware utiliser lors de l’implémentation. Dans notre cas nous utiliserons, le Middleware ContrACT, développé au LIRMM, et nous montrerons comment un contrôle doit être implémenté en fonction des caractéristiques de ContrACT.

11h45 SDfR protocol : Service Discovery for Robots

Stefan Chitic, Julien Ponge, Olivier Simonin (Labo. CITI - INSA de Lyon)

Nowadays robotic applications tend towards fleets of robots, being capable of sharing information between multiple hosts as well as performing one or multiple tasks together. A fleet of robots is a dynamic system composed of heterogeneous devices, with different hardware and software components. In order to facilitate interaction and cooperation robots should advertise about their functionalities as services. To this end we aim at defining a robotic middleware able to abstract the low-level communication and discovery protocol as well as to distribute the repository of robotic services among the fleet members while keeping track of neighbors. In this paper, we propose a protocol for highly dynamic robotic applications that will allow robots to discover their neighbors services and their capabilities in any wireless infrastructure (centralized with an access point or decentralized in ad-hoc networks). The protocol is an adaptation of the Service Discovery Protocol (SDP) use d in Universal Plug and Play(UPnP). The paper also includes a series of benchmarking across multiple scenarios that allow us to evaluate our protocol. Our experiments looked up the various impacts that our proposal has on a multi-robot system, like request time of a publisher and a subscriber, the quantity of CPU and memory used and quantity of send and received bytes over the network.

12h00 Déjeuner

13h45 Exposé invité: Discrete control-based design of adaptive and autonomic computing systems

  • Eric Rutten, Ctrl-A team, INRIA Grenoble - Rhone-Alpes

  • This presentation makes an overview of works addressing discrete control-based design of adaptive and reconfigurable computing systems, also called autonomic computing. They are characterized by their ability to switch between different execution modes w.r.t. application and functionality, mapping and deployment, or execution architecture. The control of such reconfigurations or adaptations is a new application domain for control theory, called feedback computing. We approach the problem with a programming language supported approach, based on synchronous languages and discrete control synthesis. We concretely use this approach in FPGA-based reconfigurable architectures, and in the coordination of administration loops.

14h15 Relâchement de contraintes temps-réel dans des commandes robotiques: de la conception à l'implémentation.

Daniel Simon (DEMAR team - INRIA Sophia Antipolis-Méditerranée, LIRMM)

Les actions de base en robotique peuvent souvent être spécifiées sous forme de lois de commande en boucle fermée, devant s'exécuter en respectant des contraintes temps-réel. Des avancées récentes permettent une conception conjointe entre l'algorithme de commande et son implémentation, et d'assouplir les contraintes d'exécution en permettant, par exemple, l'exécution de commandes avec intervalles d’échantillonnage variables. Ces actions de commande peuvent être encapsulées dans un comportement logique permettant de les composer et de les superviser dans des applications complexes. L'approche est illustrée par des exemples issus du système de conception de tâches de commande Orccad.

14h30 Domain­ Specific Modeling Language for Self­-Adaptive Software System

Filip Krikava, Romain Rouvoy, Lionel Seinturier(INRIA Lille / Université Lille 1 ­, LIFL), Philippe Collet (Université Nice, Sophia Antipolis), Robert France (Colorado State University)

The growing complexity and operational costs of contemporary software systems points to an inevitable need for making them autonomously adaptable at runtime. A common approach for engineering such self­-adaptive software systems is to use Feedback Control Loops (FCLs). Using measurements of a system outputs (e.g., response times, utilizations), a FCL adjusts the system control inputs (e.g., scheduling, concurrency policies) to achieve some externally specified goals3. From the different techniques that can be used to build such a FCL, Control Theory (CT) provides solid foundations and tools for synthesizing a reliable feedback control with some formal guarantees3,4. However, the integration of CT controllers is usually left to an extensive handcrafting of a non­trivial implementation code. This is a challenging task, in particular when considering the variety and complexity of contemporary distributed computing systems. In our work, we address this by providing flexible abstractions of feedback control. We propose a domain­specific modeling language called FCDL for integrating adaptation mechanisms into software systems through external FCL. The key advantage in the domain­ specific modeling approach is the possibility to raise the level of abstraction on which the FCLs, their processes and interactions are described. This makes the resulting architecture amenable to automated analysis and implementation code synthesis. FCDL defines FCL architectures as hierarchically organized networks of adaptive elements. Adaptive elements are actor­like entities that represent the corresponding FCL processes such as monitoring, decision­making and reconfiguration. They interact with one another through a mixture of explicit push­pull communication channels. The model is statically typed, handles composition, supports element distribution via location transparency and is reflective thereby enabling coordination of multiple control loops using different control schemes. It is adaptation domain and technology agnostic making it applicable to a wide range of software systems and adaptation properties. The language semantics is described using a model of computation that defines operational rules governing interactions among the feedback processes. The model of computation is further complemented with a notion of interaction contracts. They constrain the allowed interactions using formal descriptions enabling various verifications such as architecture consistency, determinacy and completeness. As a result, this should allow researchers and engineers to experiment and to put easily in practice different self­adaptation mechanisms and policies.

14h45 Opportunistic software composition: motivations and requirements

Charles TRIBOULOT(1,2) Sylvie TROUILHET(2,3) Jean-Paul ARCANGELI(2) Fabrice ROBERT(1) - 1: Sogeti High-Tech, Toulouse 2: Université de Toulouse UPS-IRIT 3: UPS-IUT, Toulouse

Traditional software development relies on building and assembling pieces of software in order to satisfy explicit requirements. Component-based software engineering simplifies composition and reuse, but software evolution and adaptation to changing environments remain a challenge. Opportunistic composition is a new approach for building and adapting software in open and dynamic contexts. It is based on the ability to compose and recompose software components in a bottom-up manner, merely because they are available at a point and not because the construction of a specific software has been demanded. In this way, software emerges from the environment. This paper presents a motivating scenario and an inventory of situations of opportunistic composition and recomposition. The advantages of such an approach are analyzed in terms of flexibility and reuse, along with the requirements that an infrastructure supporting opportunistic composition should satisfy: it should be distributed, decentralized, autonomous, and adaptive. The state of the art of automatic software composition shows that few solutions are actually bottom-up, and that none of them is able to address all the issues of efficient opportunistic composition.

15h00 ASAWoO : une architecture orientée-avatar pour les systèmes cyber-physiques

Lionel Médini et Michaël Mrissa, tous deux membres du laboratoire LIRIS et de l'Université Claude Bernard Lyon 1

Cette intervention expose les objectifs et l'état actuel de la réflexion sur le Web des objets en tant que plateforme applicative fédératrice pour la robotique et les objets connectés. La présentation s'intéressera en particulier aux aspects architecturaux et sera illustrée par deux exemples : nous présenterons d'une part la plateforme OM2M pour l'interopérabilité au niveau matériel, puis le projet ASAWoO pour l'architecture de la partie "cyber" des CPS, qui s'appuie sur les technologies du Web et du Web sémantique.

Posters

Robotique terrestre d'exploration tolérante aux fautes

Lotfi Jaïem Bastien Durand Karen Godary-Dejean Lionel Lapierre Didier Crestani (LIRMM, Montpellier)

Les robots mobiles exécutent des tâches dans des environnements dynamiques et non structurés. Comme le montre l’analyse réalisée par Carlson et Murphy [Carlson and Murphy 2005], au cours de sa mission, un robot doit faire face à de nombreuses défaillances engendrées par le matériel (capteurs, actionneurs, etc.) ainsi qu’à des dysfonctionnements logiciels (algorithmes, architecture de contrôle, etc.). Dans de tels cas, la plupart des applications actuelles cherchent au mieux à mettre le robot en sécurité sans tenter de poursuivre la mission même avec une performance dégradée en utilisant la redondance fonctionnelle embarquée (tant matérielle que logicielle) ou distante (opérateur). Pour y parvenir, il faut doter le robot de la capacité d’adapter son comportement de façon autonome ou avec une aide externe (robots compagnons, opérateur à distance) pour surmonter les problèmes rencontrés et ainsi poursuivre la mission qui lui était assignée. Ce type d’approche relève de la mise en place de mécanismes de tolérance aux fautes bien connus dans le domaine informatique. Le poster présente comment ces mécanismes ont été déployés au sein d’une architecture de contrôle et expérimentés sur un robot mobile Pioneer P3DX. Très peu d'études actuelles prennent en considération la tolérance aux fautes en robotique mobile. Dans [Durand 2011] B. Durand propose une méthodologie de développement d’une architecture de contrôle modulaire tolérante aux fautes. Cette méthodologie est décomposée en quatre étapes principales. Tout d'abord, la prévention de fautes. Cette étape est réalisée au préalable en utilisant la méthode AMDEC (Analyse des Modes de Défaillance de leurs Effets et de leur Criticité) pour identifier les fautes pertinentes et leurs gravités correspondantes pour chacun des modes de fonctionnement envisageables pour le robot lors de sa mission. La détection de défaillance permet alors de détecter la où les erreurs observées, en s’appuyant sur la mise en place de mécanismes de contrôle temporel (timing check), de contrôle de vraisemblance (reasonableness check), de contrôle de commande (safety bag) ou de duplication et comparaison (monitoring for diagnosis). Cette étape est suivie par une phase de diagnostic des fautes afin d'identifier l'origine du/des dysfonctionnement(s) observé(s), ainsi que la gravité associée (faible, médium, forte, fatale) compte tenu du mode de fonctionnement courant et des redondances fonctionnelles envisageables. Cette étape s’appuie sur une analyse des résidus et des relations causales entre les différents modules de l’architecture. Enfin, le recouvrement est réalisé en fonction de l'état courant du robot, de la gravité de la faute et des ressources robotiques opérationnelles. Une faute de sévérité faible n’induit qu’une reconfiguration du schéma de contrôle courant. En présence d’une sévérité médium, un schéma de contrôle ayant une performance dégradée doit être envisagé. Une sévérité forte induit un changement de niveau d’autonomie (interaction avec opérateur). Pour terminer, une sévérité fatale conduit à interrompre la mission en mettant si possible le robot en sécurité. Cette approche et les mécanismes correspondants ont été déployés et testés à l'aide du middleware CONTRACT [ContrACT 2010] sous le système d'exploitation temps réel Linux-RTAI. Des modules dédiés à l’implémentation de la tolérance aux fautes ont été ajoutés aux modules purement robotiques (évitement d’obstacle (SMZ), localisation (filtre particulaire), SLAM (SPLAM), etc.). Pour intégrer la tolérance aux fautes, des modules de détection permettant d’identifier les défaillances et un module de diagnostic ont été déployés au niveau exécutif de l’architecture. Ce module de diagnostic s’appuie sur une base de données reflétant l’analyse AMDEC et sur la connaissance de l’état des modules (opérationnel, non opérationnel) pour déterminer la gravité de/des faute(s) et donc choisir la nature du recouvrement. Ce dernier est mis en œuvre au niveau décisionnel de l’architecture par le biais des superviseurs. L’expérimentation proposée dans ce poster montre comment un robot Pioneer 3DX devant relier deux points du laboratoire et soumis à un ensemble de fautes tant logicielles que matérielles plus ou moins critiques peut tout de même y parvenir en utilisant les redondances fonctionnelles embarquées ou distantes (opérateur). Nos travaux actuels visent à intégrer une logique de choix des schémas de fonctionnement, tant en fonctionnement nominal, qu’en présence de fautes, guidée par les critères de performances imposés (sécurité, durée, énergie, localisation) pour la mission.

Développement interactif d'applications robotiques avec ROS

Pablo Estefó, Luc Fabresse, Jannik Laval, and Noury Bouraqadi (Ecole des Mines de Douai, http://car.mines-douai.fr)

Traditionnellement, le développement logiciel se fait suivant le classique cycle qui itère entre les phases: édition, compilation, déploiement et exécution. S'il faut corriger ou améliorer un traitement, le développeur arrête l'application pour effectuer ses ajustements. Il en résulte une perte du contexte d'exécution. Ceci ralentit de manière significative le travail du développeur et diminue sa productivité. Ce constat déjà identifié dans le cadre de l'informatique s'applique également aux applications robotiques. Aussi, nous avons transposé les travaux autour des langages dynamiques et du développement interactif ("live programming") au contexte de la robotique pour proposer une solution indépendante des technologies sous-jacentes. Nous l'illustrons au travers d'applications développées avec le middleware ROS. Une application développée avec ROS est un graphe orienté constitué de noeuds qui représentent des traitements. Les arcs correspondent à des canaux de communication qui permettent l'échange de données entre noeuds suivant un modèle publish-subscribe. Appliquer les concepts du développement interactif dans ce contexte requiert la possibilité de modifier un tel graphe à l'exécution. Dans cette présentation, nous discutons des besoins pour effectuer de telles modifications, des limites de ROS, et de nos travaux pour les contourner illustrés avec notre infrastructure PhaROS.

Handling safety-related non-functional requirements in embedded multi-agent system design

Jean-Paul Jamont, Clément Raievsky and Michel Occello (Université de Grenoble Alpes, Laboratoire LCIS, Valence)

Appropriatehandlingofsafety-relatednon-functionalrequire- ments is crucial in the deployment of embedded multi-agent systems. In order to capture these requirements, a dedicated activity has been added to the DIAMOND multi-agent design methodology. The purpose of this paper is to present how safety-related requirements are identified during this activity and how they can be integrated in the resulting multi-agent system. We illustrate our approach with an industrial collective robotics application.

A modeling framework for software architecture specification and validation

Nicolas Gobillot Charles Lesire David Doose (ONERA, Toulouse)

Integrating robotic systems into our everyday life needs that we prove that they will not endanger people, i.e. that they will behave correctly with respect to some safety rules. In this paper, we propose a validation toolchain based on a Domain Specific Language. This DSL allows to model the software architecture of a robot using a component-based approach. From these models, we provide tools to generate deployable components, as well as a two-step validation phase. This validation first performs a real-time analysis of the component architecture, leading to an evaluation of the software architecture schedulability. Then we can check the validity of some behavioral property on the components.

Design and Architecture For Cloud Robotics

Huaxi (Yulin) Zhang, Christophe Logé (Lab. MIS, Amiens), Lei Zhang (Northeastern University, Shenyang, China), Harold Trannois (INSSET, Saint­Quentin)

Cloud robotics is an emerging field of robotics rooted in cloud computing, cloud storage, and other Internet Technologies centered around the benefits of converged infrastructure and shared services[cite]. Cloud does not only supply powerful resource to robotics, but is also a platform which could realize Self­X requirements of robotic systems, such as self­organizing etc. Cloud robotics is an inter­discipline, involving between robotics, software engineering and Cloud computing. The research subject of our team is Cloud Robotics, and we have gathered scientists of software architecture, middleware, robotics and Cloud computing in our team. Among this domain, we are now firstly focusing on architecture of Cloud Robotics. We seperate architecture of cloud robotics in three levels: specification, configuration and runtime. At the specification level, we define the general architecture of robotics systems based on services. At the configuration level, configuration architecture defines how to implement this architecture in Cloud, including the network design, VM design etc. Finally, at the last level, runtime architecture represents the running state of systems in a Cloud. We plan to realize these three levels of architecture of Cloud robotics using middleware. General milldleware already exists and facilates computing scientists in their developpment process. Some of them are specifically dedicated to robotics. However none of them fully encompasses the design related to Cloud, which not only includes the system design step but also the implementation and deployment of the robotic systems.

Télépilotage de robots humanoïdes

Guillaume Gibert, INSERM

Les robots humanoïdes sont de plus en plus réalistes mais ces systèmes sont loin d’avoir le même niveau d’interaction qu’un être humain. Les modèles comportementaux contrôlant ces robots ont encore du mal à capturer et répliquer l’extrême complexité de la communication humaine. Afin de déterminer les véritables limites et les points essentiels que l’on doit imposer à un modèle comportemental pour que le robot puisse maintenir une interaction aussi naturelle et efficace qu’un humain, nous avons construit une plateforme open source de téléprésence immersive.
Cette plateforme logicielle se nomme SWoOz (https://github.com/GuillaumeGibert/swooz). Elle permet de répliquer les mouvements d’une personne (tête, yeux, bras/main) sur un robot humanoïde (iCub et Nao pour le moment) avec un délai de 150 ms. Grâce à cette plateforme, un utilisateur peut se mettre dans la peau du robot lorsqu’il interagit avec le partenaire naïf. Des microphones binauraux placés au niveau des oreilles du robot permettent à l’utilisateur de percevoir la scène auditive comme s’il était situé à la place du robot. Le flux vidéo provenant des caméras placées dans les yeux du robot et projeté dans un visiocasque 3D permet à l’utilisateur de percevoir une scène visuelle comme s’il était à la place du robot. En outre, cette plateforme permet la manipulation en temps-réel de certains mouvements retranscrits sur la tête et/ou les yeux du robot tout en conservant la dynamique des autres mouvements non manipulés.
Cette plateforme logicielle open source est développée en C++ et se base sur la bibliothèque YARP (http://wiki.icub.org/yarp/) pour gérer la communication des signaux entre les différents modules. C’est une plateforme modulaire puisque les modules contrôlant les capteurs sont autonomes et distincts des modules contrôlant les robots. Ces modules discutent via des ports YARP qui peuvent être modifiés/connectés à la volée.

Modélisation système et analyse de sûreté pour systèmes robotiques

Saadia DHOUIB et Nataliya Yakymets, CEA-LIST

Les systèmes robotiques sont difficiles et couteux à développer et maintenir. Ces systèmes complexes doivent également répondre aux exigences de sûreté imposées par les normes de certification [1]. Le LISE (Laboratoire d’Ingénierie dirigée par les modèles pour les Systèmes Embarqués) du CEA LIST a déjà proposé une approche basée sur les modèles pour le développement de systèmes logiciels pour la robotique autonome mobile. La plateforme développée intègre un langage spécifique au domaine de la robotique RobotML (Robotic Modelling Language) [2]. Concernant l’analyse de sûreté de ces systèmes, il existe de nombreux outils (AltaRica, HiP-HOPS, FSAP/NuSMV, etc) mais qui ne sont pas intégrés dans l’environnement de modélisation. Ce qui implique de migrer les modèles vers ces outils dédiés à l’analyse de sûreté en risquant de commettre des erreurs de portage et/ou de perdre des informations contenues dans ces modèles. Une solution à ce problème est de faire appel à l’outil SOPHIA [3] développé également par le LISE et intégré dans l’environnement de modélisation UML/SysML Papyrus. Cet outil est générique et ne tient pas en compte les standards de sûreté pour la robotique. Par conséquent, dans le cadre du projet national Romeo2, nous proposons une plateforme qui intègre et étend RobotML et SOPHIA pour la modélisation et l’analyse de sûreté pour les robots humanoïdes dédiés aux soins personnels [4].

[1] ISO 13482:2014 Robots et composants robotiques -- Exigences de sécurité pour les robots de soins personnels
[2] Dhouib, S. et al.: RobotML, a Domain-Specific Language to Design, Simulate and Deploy Robotic Applications. SIMPAR 2012, Tsukuba, Japan.
[3] Nataliya Yakymets, Hadi Jaber, Agnes Lanusse, “Model-Based System Engineering for Fault Tree Generation and Analysis,” International Conference on Model-Driven Engineering and Software Development, MODELSWARD’2013, February 19-21, Barcelona, Spain, 2013.
[4] Yakymets, N., Dhouib, S., Jaber, H., & Lanusse, A. (2013, November). Model-driven safety assessment of robotic systems. In Intelligent Robots and Systems (IROS), 2013 IEEE/RSJ International Conference on (pp. 1137-1142). IEEE.

Appel à contributions

Date limite de soumission : vendredi 14 novembre 2014

Depuis une vingtaine d'années, la robotique autonome fait face à une croissance rapide dans la complexité des besoins et des exigences pour des robots chargés de missions multiples, capables de se coordonner, et développés de telle manière que des garanties de sûreté et de sécurité puissent être vérifiées et certifiées en vue d'une utilisation dans un environnement humain. En parallèle, une évolution similaire dans le domaine des systèmes temps-réel embarqués répartis a justifié l'émergence du domaine des systèmes ‘cyber-physiques’ reflétant une montée similaire en complexité. D'autres domaines sont également apparus, comme l'informatique autonomique, partageant les mêmes objectifs scientifiques dans la conception et la mise en oeuvre de leurs architectures logicielles.

Les architectures logicielles dans ces différents domaines cherchent globalement à intégrer un système informatisé de contrôle dans un contexte en prise avec le monde réel, avec d'autres traitements d'information de plus en plus lourds (cartographie, planification, analyse de données, apprentissage, etc.). L'expérience de ces vingt dernières années en robotique autonome montre que la réalisation d'architectures logicielles correctes et s?res, facilement réutilisables et évolutives reste un défi formidable car il est très difficile d'obtenir un bon découplage entre capteurs, contrôle, algorithmes et actionneurs. La prise en compte du temps et des contraintes diverses a mené à des systèmes robotiques très couplés, où les caractéristiques des capteurs et des actionneurs de même que le cahier des charges des fonctionnalités des robots finissent par dicter des solutions spécifiques en termes d'algorithmes, d'architectures, de configurations des intergiciels et du système, etc., solutions qui sont coûteuses à développer et ensuite difficiles à faire évoluer.

La Journée sur les Architectures Logicielles pour la Robotique Autonome, les Systèmes Cyber-Physiques et les Systèmes Auto-Adaptables, soutenue par les GDR Génie de la Programmation et des Logiciels et Robotique, est organisée pour identifier les chercheurs et les équipes intéressés à animer une communauté vouée à l'échange et à la collaboration pour s'attaquer aux défis scientifiques communs au génie logiciel et au développement de ces architectures de contrôle et cyber-physiques. Outre un état des lieux, la journée vise à déterminer des thèmes prioritaires qui pourront faire l'objet de futures journées et initiatives.

Les thématiques visées, toujours comprises dans l'optique de ces architectures logicielles, couvrent sans se limiter à:

  • définition d'architectures logicielles
  • langages de programmation, abstractions de programmation, et patrons de conception
  • spécification, modélisation et validation, en particulier en fonction de leur impact et contraintes sur les architectures logicielles
  • les aspects du génie logiciel directement liés aux architectures logiciels : conception, développement, tests, validation, gestion du cycle de vie, etc.
  • composition, coordination, inter-connexion de ces systèmes

La journée sera organisée autour de présentations invitées, de présentations émanant des chercheurs et équipes et d'une session poster, de manière à favoriser la participation et les discussions. Trois modalités de réponse à cet appel vous sont proposées :

  • proposition de présentation longue sous la forme d'une soumission d'article (incluant des travaux déjà publiés)
  • proposition de présentation courte sous la forme d'une soumission d'un résume (abstract) et d'un poster
  • demande de participation simple accompagnée d'une description des objectifs et travaux de recherche du chercheur ou de son équipe

Les modalités de soumission sont :

  • la date limite de soumission est le vendredi 14 novembre 2014, mais elles seront évaluées au fil de l'eau ;
  • les soumissions sont envoyées directement par courrier électronique à l'un ou l'autre des organisateurs ;
  • préciser lors de la soumission les noms des personnes qui souhaitent participer effectivement à la journée ;
  • les résultats et invitations à participer à la journée seront données rapidement après les soumissions, et au plus tard le mercredi 19 novembre.

  • Sous réserve d'invitation, les participants devront aussi s'inscrire auprès de Jacques Malenfant au plus tard le lundi 24 novembre. Cette inscription est gratuite mais obligatoire pour permettre de préparer la logistique nécessaire.

    Le Comité d'organisation de la Journée,

    • Jacques Malenfant, LIP6, membre du GDR GPL, Cet adresse mail est protégé contre les spambots. Vous avez d'activer le javascript pour la visualiser.
    • David Andreu, LIRMM, membre du GDR Robotique, Cet adresse mail est protégé contre les spambots. Vous avez d'activer le javascript pour la visualiser.
    • Roger Pissard-Gibolet, INRIA Grenoble, membre du GDR Robotique, Cet adresse mail est protégé contre les spambots. Vous avez d'activer le javascript pour la visualiser.
    • Noury Bouraqadi, EM Douai, membre du GDR GPL, Cet adresse mail est protégé contre les spambots. Vous avez d'activer le javascript pour la visualiser.