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HERMES-85_cs6_pc.indd 189; International audience

L’innovation technologique s’inscrit dans le mouvement historique d’une complexification des prolongements artificiels de la main et du cerveau humains. C’est en effet pour aider, suppleer ou augmenter ses capacites d’action et de pensee que l’Homme a elabore des machines dont les developpements les plus actuels s’inscrivent dans ceux de l’electronique moderne. Celle-ci a donne naissance au concept de pervasion, c’est-a-dire de diffusion des composants dans l’ensemble de l’environnement humain, pour une transparence des interfaces de plus en plus manifeste, laissant l’usager oublier qu’il est systematiquement inclus dans un systeme anthropotechnique permanent. Cette inscription psycho-technique se caracterise par une delegation a des composants de parties de l’action ou de la cognition, remettant en actualite une conception connexionniste de la pensee augmentee.L’article fait le point sur de nombreux concepts tels que le machinisme, rapproche la demarche informatique d’un cognitivisme naturel et met en perspective la demarche electronique d’un connexionnisme instrumental, et presente la position des auteurs par rapport a cette nouvelle revolution technologique de la pervasion. Il developpe leur conception d’une superposition successive des disciplines technologiques, complementaires dans l’emergence de la pluridisciplinarite et de la necessaire prise en compte des contraintes cognitives dans une veritable transdisciplinarite des usages des technologies actuelles.

International audience

La cybernetique est nee dans l’apres-guerre d’un desir de formalisation de la complexite. Elle a cree a la fois des outils et les moyens de l’evolution de la societe, de l’economie et de la culture, mais egalement ceux du dechiffrage et de la comprehension des grands systemes complexes. C’est a partir d’un modele formel pense par les peres de la cybernetique qu’aujourd’hui encore se construisent de grands systemes critiques d’information et de communication. Ce modele a traverse la moitie du xxe siecle et preside a certains secteurs technologiques, socio-economiques et culturel de ce debut du xxie siecle.

National audience

Development of a car driver model : From the cognitive modeling to the digitalsimulation.Driving activity takes place in a dynamic and constantly changing environment. The driverhas to make his car evolving on the road while ensuring adequate interactions with its closeenvironment and other road users. In order to perform this task, the driver has to perceive theenvironment he is evolving in, to interpret events in order to correctly understand the currentdriving situation, to be able to anticipate its evolution and take decisions regarding vehiclecontrol in order to reach his short and long term goals safely. As a result, both complexity andvariety of perceptual, cognitive and sensorimotor processes involved in the driving activity makeit very rich context for cognitive sciences.The modeling of human cognition, a specic method which belongs to cognitive sciences eld,has been chosen to study driver's activity aiming at understanding, explaining or even predictingit. This approach allows a representation and a description of the driver's cognitive system withdierent levels of granularity. Thus, such a model oers only a theoretical description. Whenimplemented on a computer, it opens the way to the simulation allowing the digital deploymentof the theories involved in the cognitive model design.This thesis is focused on cognitive modeling of car driver, its implementation and its simulationusing a virtual platform. The theoretical model that we implemented is COSMODRIVE,developed at IFSTTAR - LESCOT laboratory and the implementation platform we used for this,named SiVIC, is developed at IFSTTAR - LIVIC.This is the context where we started the computational development of the COSMODRIVEmodel in order to simulate the perceptual and cognitive activity of car driver. Indeed, we chose tolimit our implementation to some crucial cognitive processes such as strategic functions (routeplanning and strategic plans execution), perceptual functions (exploration and integration ofvisual information), cognitive tactical functions (construction of mental representations, perceptualand cognitive integration of information, structuring of driving knowledge, etc.), or executivefunctions of actions (short control loop by envelopes zones or pursuit points).Through computer simulation, we used the numerical model as an innovative tool for scienticinvestigation in the eld of cognitive sciences: The numerical simulation of cognitive functionsidentied and modeled by COSMODRIVE allowed us to dene experimental hypotheses whichleed us to conduct experiments in a driving simulator that we have built. To test the theoreticalmodel and computer of the car driver, we compared the performance of human drivers on onehand and the predictions issued from the simulation on the other hand. It opens innovativeopportunities for the development and the use of cognitive modeling and simulation of car driver.; L'activité de conduite automobile prend place dans un environnement dynamique en constanteévolution. Le conducteur doit progresser sur la route au moyen de son véhicule, tout eninteragissant adéquatement avec l'environnement et les autres usagers. Pour réaliser cette tâche,le conducteur doit percevoir son environnement, interpréter les événements pour se représentercorrectement la situation de conduite, anticiper ces changements, et prendre des décisions and'engager des actions sur le véhicule lui permettant d'atteindre les buts qu'il se xe à courtet long terme. A cet égard, la complexité et la diversité des processus perceptifs, cognitifset sensori-moteurs requis pour la conduite automobile font de cette activité un objet d'étudeparticulièrement riche pour les sciences de la cognition.Pour étudier l'activité du conducteur automobile an de la comprendre, l'expliquer et peutêtrela prédire, les sciences cognitives se dirigent vers la modélisation de la cognition humaine.Cette démarche permet une représentation et une description plus ou moins ne du systèmecognitif du conducteur automobile. Cependant, un modèle de la cognition ne permet qu'unedescription théorique. Grâce à son implémentation informatique, il devient possible de simulerles théories utilisées et déployer numériquement celles mises en jeu dans la modélisation cognitive.Ce travail de thèse s'articule autour de la modélisation cognitive du conducteur automobile, deson implémentation informatique sur une plateforme de développement virtuel et de sa simulationau sein de cette plateforme. Le modèle théorique que nous avons implémenté est COSMODRIVE,en développement au laboratoire du LESCOT à l'IFSTTAR, et la plateforme de développementaccueillant le modèle est SiVIC, développée au LIVIC.C'est dans ce contexte que nous nous sommes engagés dans le développement computationnelet informatique du modèle COSMODRIVE, an de pouvoir simuler l'activité perceptive etcognitive du conducteur automobile. Pour cela, nous nous sommes limités à certains processuscognitifs primordiaux, comme les fonctions stratégiques (planication d'itinéraires et réalisationde plans stratégiques), ou les fonctions perceptives (exploration et intégration de l'informationvisuelle), les fonctions cognitives tactiques (construction de représentations mentales, intégrationperceptivo-cognitive de l'information, structuration des connaissances de conduite, etc.), ou encoreles fonctions d'exécution d'actions (régulation courte par zones enveloppes ou par points depoursuite).Par l'implémentation informatique du modèle COSMODRIVE sur SiVIC, il devient possible d'incarner numériquement des théories cognitives et de les opérationnaliser pour formulerdes hypothèses de recherche sous la forme de prédictions de performances que l'on pourra évaluerempiriquement auprès de conducteurs humains. Ces hypothèses formulées, nous avons conduitdes expérimentations sur un simulateur de conduite que nous avons construit. An d'éprouvernotre modèle théorique et informatique du conducteur automobile, nous avons comparé les performancesdes conducteurs humains avec les prédictions issues de la simulation. Les résultatsobtenus ont permis de valider cette approche et de conrmer l'intérêt de la simulation cognitivepour appréhender les activités mentales du conducteur automobile.

Cognition is defined in many ways. The simplest is to define it as: what the brain does with information, and how it does it. Cognition brings together all the processes and major functions that allow an individual to have a representation of the world, according to what he perceives and his own memory, in order to be able to decide and act on this environment. Cognition allows the construction of cognitive personalities, which are habits of thought characteristic of each of us. It is in its decision-making aspect that it is the target due to Cognitive Warfare, for misrepresentation, bad decision and inhibition of action or erroneous action.

Cyberpsychology can be defined as the study of mental phenomena related to cyber-systems and their context. The term "cyberpsychology" is a neologism which refers to two interwoven concepts: "psychology," the study of behavior and thought, and "cybernetics," the science of the laws of control and communication for mechanisms and machines operations, La cyberpsychologie peut être définie comme l'étude des phénomènes mentaux liés aux cybersystèmes et à leur contexte. Le terme "cyberpsychologie" est un néologisme qui fait référence à deux concepts entrelacés : la "psychologie", l'étude du comportement et de la pensée, et la "cybernétique", la science des lois du contrôle et de la communication pour les mécanismes et les opérations des machines.

Cognitive Warfare is now at work in modern conflicts. This article aims to give a definition by distinguishing cognitive warfare from the simple field of psychological operations, have a part concerns the CW, and operations in the fields of information and cyber, other parts of which also concern the CW. The large majority of the CW is in no way reducible to any of these areas. The CW relies on the dimensions of information processing by the human brain to bring out representations, decisions and programming of the action, for individuals and for groups, and which are all targets of the CW.

Qu'est-ce que la cognition ? Comment s'organise-t-elle sur les supports neurobiologiques et comment peut-elle être partagée entre différents acteurs, notamment pour la prise de décision en situation militaire ? Quels sont ses faiblesses, ses points de faillite et ses altérations qui peuvent être engagés par le Cognitive Warfare ? Telles sont les questions traitées dans cet article qui entend donner au décideur militaire un éclairage simple et résumé de ce qu'est la cognition.

Advances in information and communication technologies has enabled the development of collaborative work in almost all sectors of human activity. To ensure the performance of the group and minimize the risk of errors, it is crucial that the team members share a common understanding of the situation in which they are involved. This is particularly true in military crisis situations, such as those that exist within command and control (C2) structures.Within an environment characterized by the growing complexity of conflicts, the challenge today is both scientific and highly applicative. Progress in the study of collective cognition, the heart of collaborative work, has a clear potential that must be translated into tangible applications to optimize the management and execution of collective tasks. Real-time evaluation of the cognition of individuals and teams allows to envisage adaptive tools and systems to improve efficiency, performance and agility.In light of these challenges, our objective, commissioned by the DGA, is to find appropriate measures that would enable an assessment of the dynamics of the sharing of situational awareness, in the very constraining context of command and control room operations, which require the lowest possible level of instrumentation of operators.Our contribution to the field has been dual. We have proposed the concept of situation awareness synchrony to support the theoretical development of the study of the dynamics of situation awareness sharing. In addition, we have highlighted the importance of adopting a cognitive engineering methodology, in the perspective of transposing laboratory knowledge to a more complex application environments.Thus, our work consisted in exploring quantitative measures of shared situational awareness, suitable for automated and real-time exploitation by a collective cognition diagnostic system. We applied psychophysiological and behavioural monitoring of operators engaged in a C2 task (individual, then collective), to evaluate their shared situation awareness, using eye tracker pupillometry.These studies have led us to analyze the sensitivity of this monitoring to the dynamics of the operators' situational awareness and its sharing in an ecological environment.This doctoral work is presented as a demonstration of the interest and applicability of shared cognition evaluation systems in realistic collaborative work environments, and is supported by proposals concerning the future of research on C2.; L’évolution des technologies de l’information et de la communication (TIC) a permis le développement du travail collaboratif dans quasiment tous les secteurs de l’activité humaine. Pour assurer la performance du collectif et minimiser le risque d’erreurs, il est crucial que les individus qui collaborent partagent une même représentation de la situation dans laquelle ils sont engagés. Ceci est d’autant plus vrai en situation de crise militaire, comme il en existe au sein des structures de commandement et contrôle d’opérations (C2).Dans un environnement marqué par la complexité grandissante des conflits, l’enjeu est aujourd’hui à la fois scientifique et hautement applicatif. L’avancée de l’étude de la cognition collective, cœur du travail collaboratif, est porteuse d’un potentiel certain qui doit se traduire par des applications concrètes au service de l’optimisation de la gestion et de la réalisation des tâches collectives. L’évaluation en temps réel de la cognition des individus et des équipes permet d’envisager des outils et des systèmes adaptatifs pour gagner en efficacité, en performance et en agilité. Face à ces enjeux, notre objectif, sur commande de la DGA, est de trouver des mesures appropriées qui permettraient une évaluation de la dynamique du partage des consciences de situation, dans le contexte très contraignant des salles de commandement et de contrôle, qui nécessite la plus faible instrumentation possible des opérateurs.Notre contribution au domaine est double. D’une part nous proposons le concept de synchronie des consciences de situation, pour soutenir le développement théorique de l’étude de la dynamique de partage de conscience de situation. D’autre part nous mettons en évidence l’importance d’adopter une méthodologie d’ingénierie cognitique, dans une perspective de transposition des connaissances de laboratoire à une situation d’application complexe, s’apparentant autant que possible à l’environnement réel de prise de décision en C2.Notre travail a alors consisté à explorer des mesures quantitatives du partage de conscience de situation, adaptées à l’exploitation automatisée et en temps réel par un système de diagnostic de la cognition collective. Nous avons mis en pratique l’utilisation du monitoring psychophysiologique et comportemental d’opérateurs engagés dans une tache (individuelle, puis collective) de C2, pour évaluer leur partage de conscience de situation, par l’utilisation de la pupillométrie par oculomètre (eye tracker).Ces études, nous ont amenés à mesurer la sensibilité du monitoring à la dynamique des consciences de situation des opérateurs et à leur partage en environnement écologique.Ce travail de doctorat se présente comme une mise en avant de l’intérêt et de l’applicabilité de systèmes d’évaluation du partage de cognition en environnement de travail collaboratif réaliste, et s’accompagne de propositions concernant le futur de la recherche sur le C2.

Advances in information and communication technologies has enabled the development of collaborative work in almost all sectors of human activity. To ensure the performance of the group and minimize the risk of errors, it is crucial that the team members share a common understanding of the situation in which they are involved. This is particularly true in military crisis situations, such as those that exist within command and control (C2) structures.Within an environment characterized by the growing complexity of conflicts, the challenge today is both scientific and highly applicative. Progress in the study of collective cognition, the heart of collaborative work, has a clear potential that must be translated into tangible applications to optimize the management and execution of collective tasks. Real-time evaluation of the cognition of individuals and teams allows to envisage adaptive tools and systems to improve efficiency, performance and agility.In light of these challenges, our objective, commissioned by the DGA, is to find appropriate measures that would enable an assessment of the dynamics of the sharing of situational awareness, in the very constraining context of command and control room operations, which require the lowest possible level of instrumentation of operators.Our contribution to the field has been dual. We have proposed the concept of situation awareness synchrony to support the theoretical development of the study of the dynamics of situation awareness sharing. In addition, we have highlighted the importance of adopting a cognitive engineering methodology, in the perspective of transposing laboratory knowledge to a more complex application environments.Thus, our work consisted in exploring quantitative measures of shared situational awareness, suitable for automated and real-time exploitation by a collective cognition diagnostic system. We applied psychophysiological and behavioural monitoring of operators engaged in a C2 task (individual, then collective), to evaluate their shared situation awareness, using eye tracker pupillometry.These studies have led us to analyze the sensitivity of this monitoring to the dynamics of the operators' situational awareness and its sharing in an ecological environment.This doctoral work is presented as a demonstration of the interest and applicability of shared cognition evaluation systems in realistic collaborative work environments, and is supported by proposals concerning the future of research on C2., L’évolution des technologies de l’information et de la communication (TIC) a permis le développement du travail collaboratif dans quasiment tous les secteurs de l’activité humaine. Pour assurer la performance du collectif et minimiser le risque d’erreurs, il est crucial que les individus qui collaborent partagent une même représentation de la situation dans laquelle ils sont engagés. Ceci est d’autant plus vrai en situation de crise militaire, comme il en existe au sein des structures de commandement et contrôle d’opérations (C2).Dans un environnement marqué par la complexité grandissante des conflits, l’enjeu est aujourd’hui à la fois scientifique et hautement applicatif. L’avancée de l’étude de la cognition collective, cœur du travail collaboratif, est porteuse d’un potentiel certain qui doit se traduire par des applications concrètes au service de l’optimisation de la gestion et de la réalisation des tâches collectives. L’évaluation en temps réel de la cognition des individus et des équipes permet d’envisager des outils et des systèmes adaptatifs pour gagner en efficacité, en performance et en agilité. Face à ces enjeux, notre objectif, sur commande de la DGA, est de trouver des mesures appropriées qui permettraient une évaluation de la dynamique du partage des consciences de situation, dans le contexte très contraignant des salles de commandement et de contrôle, qui nécessite la plus faible instrumentation possible des opérateurs.Notre contribution au domaine est double. D’une part nous proposons le concept de synchronie des consciences de situation, pour soutenir le développement théorique de l’étude de la dynamique de partage de conscience de situation. D’autre part nous mettons en évidence l’importance d’adopter une méthodologie d’ingénierie cognitique, dans une perspective de transposition des connaissances de laboratoire à une situation d’application complexe, s’apparentant autant que possible à l’environnement réel de prise de décision en C2.Notre travail a alors consisté à explorer des mesures quantitatives du partage de conscience de situation, adaptées à l’exploitation automatisée et en temps réel par un système de diagnostic de la cognition collective. Nous avons mis en pratique l’utilisation du monitoring psychophysiologique et comportemental d’opérateurs engagés dans une tache (individuelle, puis collective) de C2, pour évaluer leur partage de conscience de situation, par l’utilisation de la pupillométrie par oculomètre (eye tracker).Ces études, nous ont amenés à mesurer la sensibilité du monitoring à la dynamique des consciences de situation des opérateurs et à leur partage en environnement écologique.Ce travail de doctorat se présente comme une mise en avant de l’intérêt et de l’applicabilité de systèmes d’évaluation du partage de cognition en environnement de travail collaboratif réaliste, et s’accompagne de propositions concernant le futur de la recherche sur le C2.

Driving activity is both widespread and very complex. Among the most frequently executed manœuvres we identified the lane change (LC) with insertion between traffic vehicles. Current improvements in the field of driving automation are progressively paving the way for the gradual automation of the various components of the driving activity, including, among other things, lane changes.Our purposes in this thesis work in cognitive engineering were (1) to better understanding and contribution to the modeling of the driver's cognitive processes at work when making decisions and performing LC in manual driving (especially regarding the subjective risk assessment), in order to feed the development of the gls{COSMODRIVE} model (cites{bellet2003}). (2) Design and evaluate a textit{Human-like} automation capable of executing a LC as a human driver. This second objective also makes it possible to address questions about the acceptance of the behaviour of this type of automations. (3) Study the possible effects induced by the use of this LC automation, on decisions and judgments regarding lane change situations in subsequent manual driving situations.To achieve these objectives, we set up a research protocol (on the V-HCD driving simulation platform) divided into three intertwined experimental phases and involving the same participants for each of them. Participants were first invited to make decisions on LC and to assess the situational risk and acceptability of a hypothetical automated LC system. Then, in the second phase, they were invited to use and evaluate textit{Human-like} LC automation we designed for this experiment. Finally, in the last phase, participants were instructed to drive again manually and to make LC decisions in driving situations that were specially configured to approach their decision threshold (estimated from a direct analysis of their decisions during the first manual driving phase).The results obtained led us to identify a traffic merging strategy within the LC manœuvre allowing us, on the basis of the envelope zones theory, to explain the structure of the LC decisions. Concerning the human-like LC automation we found a better acceptance of the system by the participants than expected, even from the most reluctants to the autonomous vehicle. We also showed a decrease in the risk estimation of the situation and the manoeuvre when it was performed by the automation. We additionnaly validated the textit{Human-like} aspect of our automation's LC trajectory. Finally, we were able to highlight the occurence of an effect induced by the use of the automation during later manual driving LC situations. This induced effect was resulting in a lowering of the decision threshold as well as the risk assessment of the LC manoeuvre to be executed. These results suggest that the human-centred design approach to driving automation systems design is promising in terms of technology acceptance and adoption. However they may present some potential induced "side" effects that will require deeper investigation., La conduite automobile est une activité aussi complexe que répandue, parmi les manœuvres les plus courantes exécutées par les conducteurs nous trouvons le changement de voie (gls{CDV}) avec insertion entre des véhicules du trafic. Les progrès technologiques récents ouvrent la voie à une automatisation progressive des diverses composantes de l'activité de conduite dont, entre autre, le changement de voie.Nos objectifs dans ce travail de thèse en ingénierie cognitique étaient triples, (1) mieux comprendre et modéliser les processus cognitifs du conducteur à l'œuvre lors de la prise de décision et l'exécution d'un gls{CDV} en conduite manuelle (en particulier concernant l'évaluation subjective du risque) en vue d'alimenter le développement du modèle gls{COSMODRIVE} (cite{bellet2003}). (2) Concevoir et évaluer un automate textit{Human-like} capable d'exécuter un gls{CDV} à la manière d'un conducteur humain. Ce deuxième objectif permettant également de traiter de questionnements concernant l'acceptation de ce type d'automate. (3) Étudier les éventuels effets induits par l'utilisation de cette fonctionnalité d'automatisation du gls{CDV}, sur les décisions et jugements subjectifs lors de situations de gls{CDV} en conduite manuelle ultérieures.Pour atteindre ces objectifs, nous avons mis en place un protocole de recherche, sur la plate-forme de simulation V-HCD, divisé trois volets expérimentaux imbriqués et impliquant les mêmes participants pour chacun d'entre eux. Dans le cadre de ce protocole, les participants ont été invités dans un premier temps, à prendre des décisions de gls{CDV} et à évaluer le risque situationnel ainsi que l'acceptabilité d'un système d'automatisation de la manœuvre en conduite manuelle. Dans un second temps, à utiliser et évaluer un automate textit{Human-like} de la manœuvre de gls{CDV} et enfin dans un troisième temps, à conduire de nouveau manuellement et à prendre des décisions de gls{CDV} pour des situations de conduites spécialement paramétrées pour s'approcher de leur seuil de décision (estimé à partir d'une analyse en direct de leurs décisions lors de la première phase de conduite manuelle).Les résultats obtenus nous on permis d'identifier une stratégie d'insertion dans un espace du trafic lors du gls{CDV} permettant, sur la base de la théorie des zones enveloppes, d'expliquer la structuration des décisions d'exécution de la manœuvre. Concernant l'automate textit{Human-like} du gls{CDV} nous avons constaté une acceptation meilleure que prévue par les participants, y compris de la part des plus réfractaires au véhicule autonome. Nous avons aussi montré une diminution de l'estimation du risque de la situation et de la manœuvre lorsque celle-ci était exécutée par l'automate. Nous avons également, validé la dimension textit{Human-like} de la trajectoire de gls{CDV} de l'automate. Enfin, nous avons pu mettre en évidence la manifestation d'un effet induit par l'utilisation de l'automate lors de situations de gls{CDV} en conduite manuelle se traduisant par une diminution du seuil de décision et de l'évaluation du risque de la manœuvre pour ce seuil uniquement.Ces résultats tendent à montrer que la démarche de conception centrée sur l'humain de système d'automatisation de la conduite est prometteuse en terme d'acceptation de la technologie tout en présentant quelques effets induits potentiels à propos lesquels il faudra rester vigilant.

According to Chris Hable Gray we all are cyborg citizen now. Science-fiction is full of fantasy bodies looking like ancient gods wandering through space and time, always more beautiful, capable of more performances, faster and smarter than homo sapiens sapiens, generally beings of the future belong to two types: those who evolved and those that remained as limited as present humans, « obsolete » to quote the word of neo-mutants like Lukas Zpira or Stélarc. Some are anthropomorphic almighty god-like machines, others all-knowing synthetic brains, A.I. partly refers to « the end » of Humankind in its double meaning. Is the cyborg the end of man or a better human? Those intended enhancements which puzzled David Le Breton are seen in films, literature or video games. The body alters itself. Human, too human, superhuman, posthuman? Through scientific progress both in genetic and in mass media, the everyday human body finds himself screened at birth by eugenic policies hidden under motives like fight against diseases, as depicted in Gattaca and then thrown into virtual worlds on a daily base, entering kingdoms, fictive so far, using the surrounding technologies. The Body Hacktivist's dream is a futuristic heterotopia, where everyone is free to choose his mutation and where the David Cronenberg's Fly could walk alongside a Na'vi from Avatars surprising no one by their freaks bodies, ultimately: not cyborg bodies looking like humans but freak bodies implanted with human souls. Those biocyborgs are paradoxically more human than we are. What part of our carnal body will remain? Does homo sapiens sapiens have a future or will he need to shed away his body ? If we follow Paul Virilio or Jean Baudrillard, the vanishing of the body is inescapable. After bringing out the history and genealogy of the cyborg, from fictional myth to actual realisation, this thesis will endeavour to show “what is living as a cyborg nowadays?”, À en croire Chris Hables Gray nous sommes tous devenus des cyborg citizen. La science-fiction regorge de ces corps fantasmés de cyborgs aux allures de dieux antiques parcourant les espaces intersidéraux ou bien voyageant dans le temps. Toujours plus beaux, performants, rapides et intelligents que l'homo sapiens sapiens, les êtres humains du futur sont généralement divisés en deux catégories : ceux qui ont évolué et ceux qui sont toujours aussi limités que l'homme actuel, « obsolètes » pour employer le mot de néo-mutants comme Lukas Zpira ou Stélarc. Tantôt machine anthropomorphe aux airs de dieu omnipotent, tantôt cerveau synthétique omniscient, l'I.A. renvoie en partie à « la fin », au double sens du terme, de l'humanité. Le cyborg, la fin de l’homme ou un homme meilleur ? Ces « intentions mélioristes » qui laissent sceptique un David Le Breton sont perceptibles dans le cinéma, la littérature ou le jeu vidéo. Le corps s’altère. Humain, trop humain, surhumain, posthumain ? Au travers des progrès scientifiques, tant de la génétique que des technologies de l'information, le corps humain lambda se retrouve trié sur le volet à la naissance par des politiques eugénistes dissimulées sous des propos de luttes contre les maladies à la manière d'un Bienvenue à Gattaca, puis propulsé dans les mondes virtuels, pénétrant des royaumes, jusqu'à présent fictifs, sur une base quotidienne par le biais des technologies qui l'entourent. Le rêve des body hacktivistes est une hétérotopie futuriste, où chacun est libre de choisir sa mutation et où La Mouche de David Cronenberg pourrait côtoyer un Na'vi d'Avatar sans que personne ne s’étonne de ces corps de freaks qui ne sont plus simplement des corps de cyborgs à l'aspect humain mais des corps de monstres à l'esprit humain. Ces biocyborgs sont paradoxalement plus humains que nous. Quelle part restera-t-il de notre corps charnel dans le corps futur ? Y-a-t-il encore une place pour l'homo sapiens sapiens dans le futur ou bien sera-t-il forcé d'abandonner son corps ? À en croire Paul Virilio ou Jean Baudrillard, la disparition du corps est inévitable. Après avoir mis en évidence l’histoire et la généalogie du cyborg, du mythe fictionnel à sa réalisation actuelle, cette thèse se demandera « qu’est-ce que vivre en cyborgs aujourd’hui ? »

Human Robot Collaboration provides new perspectives to improve companies' performance and operators' working conditions, by bringing together workers expertise and adaptation capacity with robots' power and precision. In this research, we introduce the concept of "cobotic system", in which humans and robots -- with possibly different roles -- interact, sharing a common purpose of solving a task.This robotic engineering PhD thesis has been completed as a team with the cognitive engineer Théo Moulières-Seban. Both PhD thesis were conducted under the leadership of Safran and ArianeGroup, which have recognized Human Robot Collaboration has strategic for their industrial performance. Together, we proposed the "cobotic system engineering": a cross-disciplinary approach for cobotic system design. This approach was applied to several industrial needs within ArianeGroup.In this thesis, we detail the design of a cobotic system to improve operators' health and safety on the "tank cleaning" workstation. We have proposed a teleoperation cobotic system to keep operators' expertise while placing them in a safe place to conduct operations. This solution is now under an industrialization phase for the production of Ariane launch vehicles.We argue that thanks to their flexibility, their connectivity to modern workshops' technological ecosystem and their ability to take humans into account, cobotic systems will be one of the key parts composing the Industry 4.0., La cobotique est un domaine émergeant qui offre de nouvelles perspectives pour améliorer la performance des entreprises et la santé des hommes au travail, en alliant l'expertise et les capacités cognitives des opérateurs aux atouts des robots. Dans cette thèse la cobotique est positionnée comme le domaine de la collaboration homme-robot. Nous définissons les systèmes cobotiques comme des systèmes au sein desquels l'homme et le robot interagissent pour réaliser une tâche commune.Cette thèse d'ingénierie robotique a été réalisée en binôme avec Théo Moulières-Seban, doctorant en cognitique. Ces deux thèses Cifre ont été menées avec Safran et ArianeGroup qui ont reconnu la cobotique comme stratégique pour le développement de leur compétitivité. Pour étudier et développer les systèmes cobotiques, nous avons proposé conjointement une approche méthodologique interdisciplinaire appliquée à l'industrie et validée par nos encadrants académiques. Cette approche offre une place centrale à l'intégration des futurs utilisateurs dans la conception, à travers l'analyse de leur activité de travail et la réalisation de simulations participatives. Nous avons déployé cette démarche pour répondre à différents besoins industriels concrets chez ArianeGroup.Dans cette thèse, nous détaillons la conception d'un système cobotique pour améliorer la santé et la sécurité des opérateurs sur le poste de nettoyage des cuves de propergol. Les opérations réalisées sur ce poste sont difficiles physiquement et présentent un risque pyrotechnique. Conjointement avec l'équipe projet ArianeGroup, nous avons proposé un système cobotique de type téléopération pour conserver l'expertise des opérateurs tout en les plaçant en sécurité pendant la réalisation des opérations pyrotechniques. Cette solution est en cours d'industrialisation dans la perspective de la production du propergol des fusées Ariane.L'application de notre démarche d'ingénierie des systèmes cobotiques sur une variété de postes de travail et de besoins industriels nous a permis de l'enrichir avec des outils opérationnels pour guider la conception. Nous prévoyons que la cobotique soit une des clés pour replacer l'homme au cœur des moyens de production dans le cadre de l'Usine du futur. Réciproquement, l'intégration des opérateurs dans les projets de conception sera déterminante pour assurer la performance et l'acceptation des futurs systèmes cobotiques.

Human Robot Collaboration provides new perspectives to improve companies' performance and operators' working conditions, by bringing together workers expertise and adaptation capacity with robots' power and precision. In this research, we introduce the concept of "cobotic system", in which humans and robots -- with possibly different roles -- interact, sharing a common purpose of solving a task.This robotic engineering PhD thesis has been completed as a team with the cognitive engineer Théo Moulières-Seban. Both PhD thesis were conducted under the leadership of Safran and ArianeGroup, which have recognized Human Robot Collaboration has strategic for their industrial performance. Together, we proposed the "cobotic system engineering": a cross-disciplinary approach for cobotic system design. This approach was applied to several industrial needs within ArianeGroup.In this thesis, we detail the design of a cobotic system to improve operators' health and safety on the "tank cleaning" workstation. We have proposed a teleoperation cobotic system to keep operators' expertise while placing them in a safe place to conduct operations. This solution is now under an industrialization phase for the production of Ariane launch vehicles.We argue that thanks to their flexibility, their connectivity to modern workshops' technological ecosystem and their ability to take humans into account, cobotic systems will be one of the key parts composing the Industry 4.0.; La cobotique est un domaine émergeant qui offre de nouvelles perspectives pour améliorer la performance des entreprises et la santé des hommes au travail, en alliant l'expertise et les capacités cognitives des opérateurs aux atouts des robots. Dans cette thèse la cobotique est positionnée comme le domaine de la collaboration homme-robot. Nous définissons les systèmes cobotiques comme des systèmes au sein desquels l'homme et le robot interagissent pour réaliser une tâche commune.Cette thèse d'ingénierie robotique a été réalisée en binôme avec Théo Moulières-Seban, doctorant en cognitique. Ces deux thèses Cifre ont été menées avec Safran et ArianeGroup qui ont reconnu la cobotique comme stratégique pour le développement de leur compétitivité. Pour étudier et développer les systèmes cobotiques, nous avons proposé conjointement une approche méthodologique interdisciplinaire appliquée à l'industrie et validée par nos encadrants académiques. Cette approche offre une place centrale à l'intégration des futurs utilisateurs dans la conception, à travers l'analyse de leur activité de travail et la réalisation de simulations participatives. Nous avons déployé cette démarche pour répondre à différents besoins industriels concrets chez ArianeGroup.Dans cette thèse, nous détaillons la conception d'un système cobotique pour améliorer la santé et la sécurité des opérateurs sur le poste de nettoyage des cuves de propergol. Les opérations réalisées sur ce poste sont difficiles physiquement et présentent un risque pyrotechnique. Conjointement avec l'équipe projet ArianeGroup, nous avons proposé un système cobotique de type téléopération pour conserver l'expertise des opérateurs tout en les plaçant en sécurité pendant la réalisation des opérations pyrotechniques. Cette solution est en cours d'industrialisation dans la perspective de la production du propergol des fusées Ariane.L'application de notre démarche d'ingénierie des systèmes cobotiques sur une variété de postes de travail et de besoins industriels nous a permis de l'enrichir avec des outils opérationnels pour guider la conception. Nous prévoyons que la cobotique soit une des clés pour replacer l'homme au cœur des moyens de production dans le cadre de l'Usine du futur. Réciproquement, l'intégration des opérateurs dans les projets de conception sera déterminante pour assurer la performance et l'acceptation des futurs systèmes cobotiques.

Nowadays, robots are increasingly used in industrial processes. However, there is an upper bound on the tasks' complexity that industrial robots can execute. Some of these hard tasks can only be completed with a high adaptation capacity: the plasticity of human cognition. Research in Human Robot Collaboration targets the Industry 4.0 where robots will help and augment humans to achieve increasingly complex tasks.In this research, we introduce the concept of “cobotic system”. Such a system considers humans and robots -with possibly different roles -as interacting elements sharing a common purpose of solving a task. Clearly, creation of cobotic systems has to take into account emerging technologies, but it also has to include humans through activity analysis, knowledge formalization, and participative simulations. To do so, under the leadership of Safran Group, this cognitive engineering thesis has been completed as a team with the roboticist David Bitonneau.Together, we proposed the “cobotic system engineering”: a cross-disciplinary approach of cobotic system design. This methodological approach was motivated by an industrial need from Airbus Group: the difficulty of tank cleaning. We tackled this project from needs analysis to the creation of a prototype evaluated by actual operators. Additionally, the industrialization of our work is in progress.; Les robots sont très largement utilisés dans l’industrie ; une de leurs limites actuelles est celle de la complexité́ des tâches que l'on souhaite les voir accomplir. Celles-là ne peuvent être réalisées sans un haut pouvoir d’adaptation, autrement dit aujourd’hui sans la performance et la plasticité de la cognition humaine. La cobotique est récemment apparue comme « le domaine » de la collaboration homme-robot. Elle s’affirme comme perspective pour aider l’homme, l’augmenter, dans la réalisation de tâches complexes pour l’Industrie du Futur.Pour délimiter notre objet d’étude, nous avons ainsi introduit le concept de «système cobotique ». Ce système comprend l’homme et le robot, qui interagissent et peuvent avoir différents rôles, pour réaliser une tâche commune. La conception des systèmes cobotiques doit évidemment prendre en compte les technologies émergentes, mais elle doit surtout intégrer l’homme, grâce à l’analyse de l’activité, à la formalisation des connaissances,et aux simulations participatives. Pour cela, à l’initiative de Safran Group, cette thèse d’ingénierie cognitique a été réalisée en binôme avec un roboticien également doctorant et membre du groupe industriel : David Bitonneau. Ensemble, nous avons proposé une approche interdisciplinaire de conception, appelée l’«ingénierie des systèmes cbotiques». Cette approche méthodologique, validée à la fois par nos encadrants académiques et industriels, a été expérimentée afin de satisfaire un besoin industriel de la société Ariane Group : le nettoyage des cuves. Nous avons conduit ce projet, de l’analyse du besoin jusqu’à la réalisation d’un prototype qui a été évalué par les opérateurs. L’industrialisation du système est en cours de préparation au moment de la rédaction de cette thèse, avec des perspectives de déploiements sur plusieurs sites. Nous prévoyons que les systèmes cobotiques tels que nous les avons définis, conçus et étudiés, seront une des clés de la compétitivité de l’Industrie du Futur. Elle pourra s’appuyer sur leur flexibilité et leur connectivité à l’écosystème technologique des ateliers 4.0, tout en maintenant la place centrale de l’homme et en considérant celui-là comme acteur premier dans le système.

Nowadays, robots are increasingly used in industrial processes. However, there is an upper bound on the tasks' complexity that industrial robots can execute. Some of these hard tasks can only be completed with a high adaptation capacity: the plasticity of human cognition. Research in Human Robot Collaboration targets the Industry 4.0 where robots will help and augment humans to achieve increasingly complex tasks.In this research, we introduce the concept of “cobotic system”. Such a system considers humans and robots - with possibly different roles - as interacting elements sharing a common purpose of solving a task. Clearly, creation of cobotic systems has to take into account emerging technologies, but it also has to include humans through activity analysis, knowledge formalization, and participative simulations. To do so, under the leadership of Safran Group, this cognitive engineering thesis has been completed as a team with the roboticist David Bitonneau.Together, we proposed the “cobotic system engineering”: a cross-disciplinary approach of cobotic system design. This methodological approach was motivated by an industrial need from Airbus Group: the difficulty of tank cleaning. We tackled this project from needs analysis to the creation of a prototype evaluated by actual operators. Additionally, the industrialization of our work is in progress.We argue that thanks to their flexibility, their connectivity to modern workshops' technological ecosystem and their ability to take humans into account, cobotic systems will be one of the key parts composing the Industry 4.0., Les robots sont très largement utilisés dans l’industrie ; une de leurs limites actuelles est celle de la complexité́ des tâches que l'on souhaite les voir accomplir. Celles-là ne peuvent être réalisées sans un haut pouvoir d’adaptation, autrement dit aujourd’hui sans la performance et la plasticité́ de la cognition humaine. La cobotique est récemment apparue comme « le domaine » de la collaboration homme-robot. Elle s’affirme comme perspective pour aider l’homme, l’augmenter, dans la réalisation de tâches complexes pour l’Industrie du Futur.Pour délimiter notre objet d’étude, nous avons ainsi introduit le concept de « système cobotique ». Ce système comprend l’homme et le robot, qui interagissent et peuvent avoir différents rôles, pour réaliser une tâche commune. La conception des systèmes cobotiques doit évidemment prendre en compte les technologies émergentes, mais elle doit surtout intégrer l’homme, grâce à l’analyse de l’activité, à la formalisation des connaissances, et aux simulations participatives. Pour cela, à l’initiative de Safran Group, cette thèse d’ingénierie cognitique a été réalisée en binôme avec un roboticien également doctorant et membre du groupe industriel : David Bitonneau.Ensemble, nous avons proposé une approche interdisciplinaire de conception, appelée l’« ingénierie des systèmes cobotiques ». Cette approche méthodologique, validée à la fois par nos encadrants académiques et industriels, a été expérimentée afin de satisfaire un besoin industriel de la société Ariane Group : le nettoyage des cuves. Nous avons conduit ce projet, de l’analyse du besoin jusqu’à la réalisation d’un prototype qui a été évalué par les opérateurs. L’industrialisation du système est en cours de préparation au moment de la rédaction de cette thèse, avec des perspectives de déploiements sur plusieurs sites.Nous prévoyons que les systèmes cobotiques tels que nous les avons définis, conçus et étudiés, seront une des clés de la compétitivité de l’Industrie du Futur. Elle pourra s’appuyer sur leur flexibilité et leur connectivité à l’écosystème technologique des ateliers 4.0, tout en maintenant la place centrale de l’homme et en considérant celui-là comme acteur premier dans le système.

Ce document permet de décrire mon parcours scientifique et professionnel. Il est organisé en plusieurs parties : 1/ mon parcours professionnel; 2/ la thématique de la neuropsychologie de l'épilepsie et de la spécialisation hémisphérique; 3/ mes travaux actuels effectués au sein de la cognitique à travers 2 axes (l'accessibilité numérique et handicap, et, la conception centrée utilisateur) et 4/ une conclusion sur la nécessité d'aller vers une recherche transdisciplinaire.

International audience

International audience

Le présent traité est édité à la demande des partenaires industriels de l'Institut de Cognitique afin de donner aux ingénieurs et aux gestionnaires de l'industrie une sensibilisation à la Cognitique.Il s'inscrit dans la mission pédagogique de l'institut.Il s'agit à la fois de proposer des références communes, et de préciser certaines points particuliers, correspondant à certaines interrogations qui se posent dans les pratiques professionnelles, ou qui émergent de leurs domaines d'activité.