Human-machine cooperation
Coopération Humain-Machine
Résumé
Over the last centuries, we have experienced scientific, technological and societal progress that has enabled the design of machines with increasing abilities and autonomy. Such an evolution must be attached to real advances for humans as well as for mankind. This requires a conscious distribution of roles and control between humans and machines. Machines can be more than just either fully automated or manually controlled; they can work together with humans at different levels of assistance and automation in a hopefully beneficial cooperation. One way for studying and reaching such a beneficial cooperation has been explored within the framework of Human-Machine Cooperation.
Many discussions with national and international research partners, from several research and application fields, have enabled to explore some approaches to build up a model of Human(s)-Machine(s) Cooperation, as well as to propose a method to design and evaluate Humans-Machines Systems. The main global objective of the research is to answer the question: how might it be possible to provide humans with machine in a way that a kind of “complicity” could emerge from their interaction? Human-machine cooperation principles have been the main means used to study and find the best combination of Human and machine capabilities to meet human needs.
This research has particularly led to define two complementary competences, essential to the design of Human-Machine System, the Know-How and the Know-How-to-Cooperate of human and artificial cooperative agents. Those competences are used through an entity so-called Common Work Space, based on a common awareness of the environment to be controlled, as well as of the agents involved in such a control. The notion of multi-level cooperation has also been proposed to extend previous definitions to several humans and machines cooperating from different decisional levels.
The model has been mainly tested and adapted in dynamic environments like driving tasks (automobile, aeronautic, railway). The model has been improved in robotics (crisis management, manufacturing systems) with a focus on the identification of levels of automation (i.e. role and authority of humans and machines), as well as on the levels of activity linked to organization (low to high decisional levels), and levels of cooperation dealing with task allocation criteria and tools to support cooperation.
Au cours des derniers siècles, nous avons connu des progrès scientifiques, technologiques et sociétaux qui ont conduit à la conception de machines dont les capacités croissantes peuvent aujourd’hui les mener à une complète autonomie. Une telle évolution doit cependant conduire à de véritables avancées pour l'Homme, comme pour l'humanité. Cela nécessite une répartition réfléchie des rôles et responsabilités attribués aux humains et aux machines, ainsi que de leurs moyens de coopération. L’objectif de mes travaux est de mener cette réflexion en m’appuyant sur les principes de la Coopération Humain-Machine.
De fructueux échanges avec des partenaires de la recherche aux niveaux national et international, de différentes disciplines et de l’industrie, ont permis d'explorer plusieurs approches pour construire un modèle de Coopération Humain(s)-Machine(s) générique, ainsi que pour proposer une méthode de conception et d’évaluation de systèmes humains-machines. Le modèle de Coopération Humain(s)-Machine(s), mis en application par la méthode, permet d’étudier et d’identifier les meilleures combinaisons des capacités et compétences des humains et des machines pour répondre aux besoins de l’humain et de la société.
Cette recherche a plus particulièrement conduit à définir deux compétences complémentaires et indispensables à la conception d’un système Humain-Machine, le Savoir-Faire et le Savoir-Coopérer des agents humains et artificiels amenés à coopérer. Ces compétences sont exploitées par une entité appelée Espace de Travail Commun, basée sur une conscience commune de l’environnement à contrôler et des agents coopératifs impliqués dans son contrôle. La notion de coopération multi-niveau fut également proposée pour étendre les définitions précédentes à des coopérations entre plusieurs hommes et plusieurs machines dont les activités présentent différents niveaux d’abstraction.
Divers domaines d’application ont contribué à définir et à évaluer ces approches, tels que le contrôle de trafic aérien, le pilotage d’avion de chasse, la conduite automobile et ferroviaire, la robotique et l’industrie, approches qui font aujourd’hui l’objet de nombreuses citations internationales.
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