Grands domaines d'application

CAO-robotique

En quelque années les systèmes de Conception Assistés par Ordinateur (CAO) se sont enrichis de nouvelles fonctionnalités. Ils ne sont plus seulement utilisé pour la conception de pièces mécaniques mais aussi pour la simulation voir la planification de procédés industriels complexes. La fonctionnalité de ``fitting simulation'' en est un exemple concret : la conception d'un montage mécanique ne consiste plus seulement à définir la géométrie des pièces mécaniques, mais inclut aussi la possibilité de tester la faisabilité de l'assemblage voir de le planifier. Cette tendance spectaculaire vers la simulation et la planification atteint tous les acteurs de la CAO. Elle conduit à la conception d'outils informatique permettant la conception d'usines virtuelles où tous les processus de fabrication peuvent être simulés (ex. gestes des employés, fonctionnement des machines, quantité de peintures déposée, etc.) pour être optimisés.

Dans ce contexte, nos travaux sur l'algorithmique géométrique de base revêtent une importance particulière car ils permettent :

D'améliorer les performances des outils de simulation et de planification en fournissant des algorithmes de calcul de distance performants et généraux.
De prendre en compte la dynamique de l'interaction entre corps déformables.
De fournir des outils de planification pour des systèmes non-holonomes ou pour des systèmes complexe.
De tenir compte des incertitudes et des erreurs de modèles.

Simulation dynamique

Les applications de la simulation dynamique que nous considérons peuvent être divisées en trois groupes :

1.: La robotique d'intervention, à travers trois exemples concrets : pour les véhicules tout-terrains, les interactions roues-sol (glissements), les déformations du terrain sont primordiales pour saisir le comportement du véhicule. Les tâches de manipulation dextre dépendent des interactions doigts/objets et des effets induits (e.g. déformations, glissements). Enfin, la simulation de toute intervention avec manipulation de (ou en présence) de corps déformables (e.g. câbles dans les sites nucléaires, etc.) requiert un modèle dynamique.
2.: Les applications médicales avec la simulation pour l'entraînement (e. g. apprentissage des gestes pour la détection échographique de thromboses) et l'aide à la préparation d'interventions (e.g. placements de points d'attache en ligamentoplastie).
3.: La synthèse d'images pour la réalisation d'effets spéciaux en 3D et temps réel à partir d'images capturées en direct.

Ces exemples confirment la pertinence des contraintes que nous nous sommes fixées (inter-activité, réalisme et identifiabilité). Les modèles et algorithmes que nous développons sont d'ores et déjà utilisés pour les applications médicales et de synthèse d'images données en exemple.

La route automatisée

Depuis une dizaine d'années, les différents problèmes liés aux transports routiers (sécurité, efficacité, etc.) prennent de plus en plus d'importance et ont fait et font encore l'objet de grands programmes de recherche tant du côté du secteur privé que du secteur public (cf. le programme européen Eurêka Prometheus sur les transports routiers [1986-1994]).

A l'heure actuelle, les recherches portent sur de nouveaux modes de conduite assistée par ordinateur, permettant une simplification et une sécurisation de la conduite, pouvant aller jusqu'à une conduite totalement automatique sur des voies réservées. C'est le concept de la route automatisée.

Ces réflexions esquissent une prospective sur les transports routiers automatisés du futur et proposent des éléments de réponse aux problèmes de sécurité, de débit des infrastructures, de vitesse de déplacement et, en même temps de réduction des impacts sur l'environnement. Si la route automatisée est encore un concept assez large, on peut cependant distinguer deux grandes orientations :

les scénarios portant essentiellement sur l'intelligence dans le véhicule. Ces travaux intéressent les constructeurs car il y a un marché immédiat et évolutif.
les scénarios portant essentiellement sur l'intelligence de l'infrastructure. Ces projets ont un coût plus élevé mais ce sont les seuls qui permettent de réaliser une route complètement automatisée avec les meilleures performances.

Les exemples d'applications sont les trains de véhicules avec ou sans conducteurs, l'automatisation de certains transports publics, la route automatisée pour les camions, l'autoroute à haut débit, etc. La route automatisée concerne de nombreux domaines de recherche et implique au sein de l'Inria plusieurs projets de recherche. Le projet Sharp est impliqué dans cette problématique depuis de nombreuses années (participation au projet Prometheus et à l'action de développement Praxitèle) et contribue principalement sur les aspects liés aux techniques de déplacement automatiques.

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