Raisonnement sur le contexte et les croyances pour l'interaction homme-robot

Les premiers robots sont apparus dans les usines, sous la forme d’automates programmables. Ces premieres formes robotiques ont le plus souvent un nombre tres limite de capteurs et se contentent de repeter une sequence de mouvements et d’actions. De nos jours, de plus en plus de robots ont a interagir ou cooperer avec l’homme, que se soit sur le lieu de travail avec les robots coequipiers ou dans les foyers avec les robots d’assistance. Mettre un robot dans un environnement humain souleve de nombreuses problematiques. En effet, pour evoluer dans le meme environnement que l’homme et comprendre cet environnement, le robot doit etre dote de capacites cognitives appropriees. Au dela de la comprehension de l’environnement materiel, le robot doit etre capable de raisonner sur ses partenaires humains afin de pouvoir collaborer avec eux ou les servir au mieux. Lorsque le robot interagit avec des humains, l’accomplissement de la tâche n’est pas un critere suffisant pour quantifier la qualite de l’interaction. En effet, l’homme etant un etre social, il est important que le robot puisse avoir des mecanismes de raisonnement lui permettant d’estimer egalement l’etat mental de l’homme pour ameliorer sa comprehension et son efficacite, mais aussi pour exhiber des comportements sociaux afin de se faire accepter et d’assurer le confort de l’humain. Dans ce manuscrit, nous presentons tout d’abord une infrastructure logicielle generique (independante de la plateforme robotique et des capteurs utilises) qui permet de construire et maintenir une representation de l’etat du monde a l’aide de l’agregation des donnees d’entree et d’hypotheses sur l’environnement. Cette infrastructure est egalement en charge de l’evaluation de la situation. En utilisant l’etat du monde qu’il maintient a jour, le systeme est capable de mettre en oeuvre divers raisonnements spatio-temporels afin d’evaluer la situation de l’environnement et des agents (humains et robots) presents. Cela permet ainsi d’elaborer et de maintenir une representation symbolique de l’etat du monde et d’avoir une connaissance en permanence de la situation des agents. Dans un second temps, pour aller plus loin dans la comprehension de la situation des humains, nous expliquerons comment nous avons dote notre robot de la capacite connue en psychologie developpementale et cognitive sous le nom de “theorie de l’esprit” concretisee ici par des mecanismes permettant de raisonner en se mettant a la place de l’humain, c’est a dire d’etre dote de “prise de perspective”. Par la suite nous expliquerons comment l’evaluation de la situation permet d’etablir un dialogue situe avec l’homme, et en quoi la capacite de gerer explicitement des croyances divergentes permet d’ameliorer la qualite de l’interaction et la comprehension de l’homme par le robot. Nous montrerons egalement comment la connaissance de la situation et la possibilite de raisonner en se mettant a la place de l’homme permet une reconnaissance d’intentions appropriee de celui-ci et comment nous avons pu grâce a cela doter notre robot de comportements proactifs pour venir en aide a l’homme . Pour finir, nous presenterons une etude presentant un systeme de maintien d’un modele des connaissances de l’homme sur diverses tâches et qui permet une gestion adaptee de l’interaction lors de l’elaboration interactive et l’accomplissement d’un plan partage.