Optimiser l’interaction Homme-Machine

Dassault Aviation et l’ISAE-Supaero renouvellent, pour trois ans, leur collaboration sur la chaire de recherche « Conception et Architecture de Systèmes Aériens Cognitifs » créée en 2016. 

Cette chaire CASAC, dont les principaux axes de recherche concernent la neuroergonomie, l’autonomie décisionnelle des systèmes automatisés et l’ingénierie système, a pour objectif d’étudier différents aspects de la collaboration entre l’homme et la machine. L’enjeu est de rendre les opérations aériennes civiles et militaires plus sûres, plus robustes et plus efficaces, tout en garantissant une maitrise complète aux équipages. 

Les systèmes considérés sont très souvent opérés dans des situations complexes ; ils disposent donc d’automatismes avancés pour mener leurs missions de manière plus autonome, toujours sous contrôle humain, en s’appuyant sur des algorithmes de prise de décision issus du domaine de l’intelligence artificielle. 

A l’ISAE-Supaero, le département conception et conduite des véhicules aéronautiques et spatiaux (DCAS) détient une expertise en neuroergonomie et en intelligence artificielle pour la conduite de systèmes. La neuroergonomie est la discipline qui analyse le fonctionnement du cerveau et le comportement au travail des utilisateurs à travers le prisme des neurosciences. 

Concrètement il s’agit d’évaluer les états mentaux de l’utilisateur en regard de sa capacité à réaliser les tâches qui lui sont assignées. L’intelligence artificielle pour la conduite de systèmes est la discipline qui développe des algorithmes de prise de décision automatisée. Les décisions concernent, par exemple, l’ensemble de tâches à proposer à l’opérateur ou à réaliser automatiquement pour atténuer la charge de travail de l’opérateur et améliorer sa performance vis-à-vis du contexte opérationnel. 

« Dassault Aviation se sent tout particulièrement concerné par les problématiques d’interaction Homme-Machine car l’aviation militaire est très exigeante en raison de la diversité et de l’imprévisibilité des missions, qui induisent une gestion tactique complexe. L’enjeu est de fournir à l’Humain tous les services lui permettant d’assurer la responsabilité de cette gestion. C’est pour cela que nous collaborons avec l’ISAE-Supaero afin d’identifier les phénomènes qui vont jouer sur la performance de la collaboration entre les équipages et leurs machines », affirme Jean-Louis Gueneau, coordinateur des aspects scientifiques de la chaire chez Dassault Aviation. 

Les travaux de recherche de la chaire sur l’interaction Homme-Machine, réalisés de 2016 à 2021, ont permis de développer différents outils de mesures physiologiques, ainsi que des techniques d’apprentissage machine et de planification d’action automatisée. Les équipes ont notamment travaillé sur le développement de fonctions d’assistance actives ou passives venant en aide aux pilotes et aux opérateurs afin d’améliorer leur performance. 

Pour cela, le « Monitoring pilote » a été l’axe de travail initialement privilégié afin de mieux comprendre l’activité de l’équipage. Des expériences sur simulateurs utilisant des outils de mesures comportementales et physiologiques ont été réalisées pour déterminer des métriques capables d’évaluer la performance de l’opérateur, et son niveau d’engagement ou de stress. 

Dassault Aviation envisage l’intégration de telles fonctions sur ses avions civils et militaires dans la prochaine décennie. 

« L’axe principal de cette chaire vise le développement de technologies innovantes contribuant, d’une part, à qualifier l’interaction entre l’humain et la machine pour savoir si la coopération est efficace et d’autre part, à décider automatiquement ce qui doit être maintenu, suggéré ou changé pour favoriser la performance de l’équipe », explique Caroline Chanel, responsable de la chaire à l’ISAE-Supaero. 

Pour cela, les métriques comportementales et physiologiques quantitatives seront fusionnées à des métriques plus qualitatives afin d’évaluer l’efficacité de la coopération Homme-Machine. Cette mesure d’efficacité sera alors exploitée par des algorithmes issus du domaine de l’intelligence artificielle pour adapter et renforcer cette coopération. 

Ces sujets innovants intéressent industriels et chercheurs dans la perspective d’applications concrètes à plus long terme.