Notre projet de recherche comporte quatre axes pluridisciplinaires complémentaires de re-cherche et de production scientifiques. Ces quatre axes de rere-cherche sont complétés par des actions de dissémination et de valorisaton.
4.2.1 Axe 1 - Épistémologie et théorie de l’homme augmenté
Le premier axe est épistémologique et théorique.
Son objectif est de produire une analyse critique épistémologique des concepts de l’homme augmenté et une cartographie pluridisciplinaire des concepts théoriques, scientifiques, techniques, éthiques et juridiques de l’humain machine.
L’analyse des concepts se fera par une revue de littérature et une veille concernant les mé-thodes et les outils de modélisation des systèmes humain machine dans les domaines médicaux, de l’informatique, de l’automatique, des facteurs humains, de l’ergonomie, ainsi que des sciences cognitives.
L’inventaire des concepts en informatique et automatique, de la science des systèmes et la cybernétique, aux systèmes complexes, méthodes statistiques, probabilistes et d’intelligence artificielle (système-multi-agent, systèmes connexionnistes) ainsi qu’aux méthodes formelles est destiné à questionner la conceptualisation et la modélisation de l’humain machine.
L’analyse prendra en compte les retours d’expérience concernant la valeur pragmatique du cadre épistémologique et théorique de l’intégration humain systèmes pour les domaines d’appli-cations envisagés.
Les travaux de cet axe fourniront une cartographie conceptuelle dynamique et évolutive des concepts de l’humain machine et une taxonomie critique des paradigmes philosophiques, scienti-fiques et techniques de l’homme augmenté.
Les questionnements éthiques (éthique de la méthode) et juridiques (logique déontique) y seront aussi abordés.
83. Paradigme en grec, représente une maquette abstraite de la réalité sur laquelle on souhaite agir. C’est la chose que l’on montre pour expliquer ce que sera l’objet final. C’est par là-même un support de pensée, de construction et d’action.
4.2. Les axes principaux du projet
4.2.2 Axe 2 - Étude de cas et maïeutique de l’expertise appliquées aux do-maines du projet
Le deuxième axe est dédié à l’étude comparative des concepts et des méthodes de conceptua-lisation et de modéconceptua-lisation des systèmes humain machine critiques, et la maiëutique de l’expertise des concepteurs, des praticiens ou des opérateurs des domaines d’application.
L’analyse des concepts et du cadre théorique mis en oeuvre, de leurs relations et de leur influence sur la conception et la sûreté - sécurité et fiabilité, des systèmes réels humain ma-chine se fera à partir de l’étude de systèmes conçus qui fonctionnent et de systèmes conçus qui dysfonctionnent. Cette analyse critique portera sur la modélisation formelle et la modélisation expérimentale qui fondent la simulation et la co-simulation des sytèmes de l’humain machine. La maïeutique de l’expertise des systèmes humain machine reposera sur la verbalisation et la des-cription experte de systèmes actuels (systèmes d’aide au geste technique, stimulateur cardiaque, etc.) et de systèmes souhaitables ou envisageables. Cet axe de recherche permettra d’identifier les problèmes, questions et avantages des méthodes de modélisation selon les cadres épistémologiques sous-jacents à la modélisation et à la systématisation. La pertinence des outils de modélisation, qu’ils soient statistiques, informatiques ou autres, sera étudiée.
La question de la détermination et de la pertinence théorique et opérationnelle de l’automa-tisation versus la biologisation des systèmes humain machine sera également explorée.
La description formelle des cadres de conceptualisation et de modélisation de chacun des courants théoriques canoniques (behavioriste, cognitiviste, systémique cybernétique, systémique organiciste ou intégrativiste) sera appliquée à l’évaluation comparative et pragmatique de mé-thodes de conception qui s’en réclament afin de comparer leurs intérêts et leurs limites. Cette évaluation comparative sera menée avec des experts concepteurs et des praticiens des domaines d’application sur des cas réels qui fonctionnent ou dysfonctionnent.
4.2.3 Axe 3 - Méthode et outils de la modélisation intégrative
Le troisième axe a pour objectif scientifique de répondre à une question qui nous paraît fondamentale : s’il existe un cadre épistémologique général de l’humain machine, peut-on imaginer et développer une méthode formelle et expérimentale intégrative valide tant pour la modélisation, correcte par construction, que pour la simulation ou co-simulation des systèmes humain machine de l’homme augmenté ?
Il a pour finalité technique le développement d’une méthode générique et intégrative de mo-délisation et de simulation de l’humain machine applicable aux différents domaines d’application. Il comprend deux vecteurs de recherche. Le premier se propose d’étudier les méthodes spéci-fiques de modélisation actuelles utilisées en médecine et biologie d’une part, et en informatique d’autre part, en particulier celles liées aux méthodes formelles.
Des méthodes d’analyse de la valeur serviront à selectionner les éléments méthodologiques pertinents et le besoin pour définir les exigences liées à une méthode de modélisation intégrative de l’humain machine. Nous mettrons en oeuvre des méthodes formelles et expérimentales ainsi que des méthodes et des outils de la créativité et du design (wall-ideas, story-telling, storyboar-ding...). Notre démarche permet d’associer aux méthodes scientifiques rationnelles des méthodes de recherche permettant l’expression de l’intuition des experts afin de définir une description nouvelle et pertinente des couplages intégratifs entre systèmes de natures différentes.
Chapitre 4. Programme scientifique et technique, organisation du projet
et sont complémentaires pour assurer la cohérence de notre démarche de recherche et de concep-tion. En associant méthodes formelles et expérimentales de modélisation et de simulation, nous pourrons vérifier la qualité de conception des systèmes de l’humain machine et valider la sûreté d’ensemble de l’intégration humains systèmes.
Ces travaux reposeront sur les résulats de l’axe 1 et feront l’objet d’une validation par des actions spécifiques en lien avec l’axe 2.
4.2.4 Axe 4 - Plate-forme logicielle et expérimentale d’aide à la conception et de certification des systèmes humain machine sûreté critique
Les résultats des recherches et des développements de l’axe 3 seront testés et vérifiés in silico et expérimentalement en simulation ou sur des animaux84.
La modélisation numérique des systèmes de systèmes et des systèmes humain machine repose actuellement sur des outils UML (Unified Modelling Language) ou SysML (System Modelling Language). Ces outils d’ingénierie dirigée par les modèles et de modélisation de l’ingénierie systèmes reposent sur une approche descriptive fonctionnelle respectivement de cas d’utilisation pour la première et de diagramme des exigences pour la seconde. Ces langages de description de systèmes pilotés par des modèles reposent sur des fondements épistémologiques et fonctionnalistes où structure, fonction et dynamique sont considérés comme de même ordre et complémentaires. La cohérence des éléments représentés ou modélisés se fait sous forme de liens sémantiques ou d’interactions selon la syntaxe sous-jacente au langage et par une description pragmatique dépendante du domaine de conception.
À partir des résultats de recherche des axes précédents, nous envisageons le développement d’une plate-forme de modélisation fondée sur notre cadre épistémologique intégrativiste. Elle intégrera les outils de vérification formelle des modèles numériques pour le modèle checking et la vérification de la cohérence intrinsèque des modèles. Cet outil de construction correcte des modèles numériques sera complété par des briques logicielles dédiées à la simulation numérique et à la manipulation directe multimodale des objets et modèles numériques.
La plate-forme logicielle sera interopérable pour tout ou partie avec des dispositifs d’interface plus ou moins immersifs, connectés ou portables, via un système d’interfaces multimodales d’in-teraction bidimensionnelle ou tridimensionnelle, immersives ou non, permettant la simulation et la vérification de leur cohérence externe.
4.2.5 Stratégie de valorisation Actions de dissémination
Nous prévoyons de diffuser les résultats de ce projet à travers les moyens conventionnels de dissémination scientifique : publications dans des revues, conférences et ateliers scientifiques.
Les supports de publications scientifiques envisagés ont un caractère transdisciplinaire comme par exemple les journaux de l’IEEE Systems, Man and Cybernetics Society ou de la série Frontiers in édités par l’Ecole fédérale polytechnique de Lausanne. Des publications en épistémologie, en ingénierie système, en informatique ou en neurosciences seront proposées au fur et à mesure des résultats spécifiques. Une revue à facteur d’impact élevé pourra ensuite être envisagée, par exemple dans Nature.
84. Ce sera le cas dans la collaboration avec l’U1116 Inserm pour la modélisation du choc septique dans la perspective de l’automatisation de sa prise en charge.