Nous développons des approches basées sur des métaphores psychologiques et sociales pour l’apprentissage, la commande et l’organisation sociale dynamique d’agents autonomes au sein de collectifs cyberphysiques. Il s’agit entre autres de mécanismes bio-inspirés, combiné à des outils d’optimisation ou d’apprentissage artificiel, permettant la localisation d’agents autonomes, la navigation dans des environnements encombrés, l’apprentissage cumulatif de comportements complexes (approche constructiviste), ainsi que le développement de comportements sociaux affectés par des mécanismes de contagion émotionnelle

Une coopération entre l’équipe Co⁴Sys et l’équipe CTSYS concerne en particulier le test de systèmes multiagent embarqués. Il s’agit de faire évoluer et améliorer l’algorithme d’accès aux informations dans les graphes représentants les agents du réseau de capteurs et d’automatiser les tests.

Nous développons également des architectures de commande flexibles pour une classe de systèmes cyber-physiques, en exploitant la description différentielle plate de leur dynamique et des méthodes d’apprentissage artificiel. Les applications visées sont ici la surveillance et la reconstruction 3D avec une équipe de robots mobiles, l’agriculture de précision et les systèmes énergétiques micro-réseaux à courant continu. Dans ces applications, des tâches critiques nécessitent la présence de plusieurs agents et des stratégies de coordination, de communication et d’optimisation du temps et de l’énergie consommée

Un système complexe artificiel peut être composé de plusieurs systèmes composants qui peuvent être des systèmes émergents ou auto-organisés. Ces systèmes émergents mettent en avant des productions collectives obtenues par la coopération des entités qui les constituent dans un contexte totalement décentralisé. La difficulté d’observation et de contrôle des systèmes de systèmes émergents résultants est liée à la difficulté de détecter, d’inscrire et de manipuler les productions collectives. Il est nécessaire de travailler sur l’observation, la conception et le contrôle de ces systèmes particuliers qui doivent reposer sur une vision multi-niveaux des structures et des comportements. Nous nous intéressons plus particulièrement à la détection et la manipulation de structures ou comportements émergents, aux mécanismes d’interaction entre systèmes émergents et à l’accompagnement méthodologique de leur composition.

Un projet particulier concerne la coopération de systèmes hétérogènes pour la création d’écosystèmes intelligent avec une application à la gestion des ressources et des catastrophes naturelles. Il s’agit d’élaborer des architectures susceptibles de voir émerger des organisations sociales différentes (et pas seulement des instanciations différentes de la même organisation) et de connaître des changements d’organisation (non planifié) permettant de s’adapter aux variations de l’environnement

Nous développons des approches discrètes structurées pour la modélisation et la commande des systèmes dynamiques. Ces approches reposent soit sur la discrétisation géométrique préservant les propriétés et la structure des systèmes multi-physiques, soit sur la modélisation discrète de la physique de ces systèmes. Nous menons en parallèle des travaux d’unification des concepts d’analyse et de conception de lois de commande basée sur la thermodynamique, avec des applications notamment à la gestion de réseaux d’assainissement (complex water systems) et à l’étude de réseaux métaboliques. Nous nous intéressons également à la conception de la commande sous contraintes basée sur l’optimisation (e.g., MPC économique, NMPC) avec des garanties de sécurité et des applications, notamment aux procédés industriels