Sujet de these: Controle intelligent de la domotique

[Thierry Hamon]

Date: Wed, 8 Jul 2009 08:58:55 +0200 (CEST)
From: Michel VACHER <Michel.Vacher at imag.fr>
Message-ID: <Pine.LNX.4.64.0907080856400.5035 at osiris.imag.fr>
X-url: http://sweet-home.imag.fr/
X-url: http://getalp.imag.fr/


Titre de la thèse : Contrôle intelligent de la domotique à partir
d'informations temporelles multi sources imprécises et incertaines

Contacts : Michel.Vacher at imag.fr - Francois.Portet at imag.fr
Mots clés : raisonnement temporel, intelligence artificielle,
décision, domotique, parole.

Contexte : Projet ANR SWEET-HOME ( http://sweet-home.imag.fr/ )

Ces travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre du projet national
SWEET-HOME (projet financé par l'ANR - Agence National de la
Recherche, appel Réseaux du Futur et Services), porté par l'équipe
GETALP du Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG). Le projet
SWEET-HOME fait suite au projet DESDHIS (DÉtection de Situations de
Détresse dans un Habitat Intelligent pour la Santé, ACI-CNRS
2002-2004) qui était destiné à l'assistance aux personnes en perte
d'autonomie. Les personnes que l'on souhaite assister pour leur
permettre de vivre de façon indépendante sont souvent des personnes
âgées ayant des handicaps physiques ou souffrant de déficience
cognitive (Alzheimer, accident cérébral...). Pour apporter une aide
efficace, l'habitat doit pouvoir être capable de reconnaître et
d'évaluer automatiquement les activités de l'occupant de
l'appartement.
Cette évaluation se fait au travers de l'analyse des informations
recueillies par plusieurs capteurs (microphones, présence, contacts de
porte, température...) et permet de détecter des situations critiques
afin d'établir une action appropriée à la situation (appel au voisin,
à un membre de la famille, aux services sociaux ou aux services
d'urgence).

Le but du projet SWEET-HOME est de réaliser puis d'évaluer en
situation réelle le démonstrateur d'un système domotique ubiquitaire
et attentif, capable d'interagir naturellement avec l'utilisateur ;
les fonctionnalités et l'ergonomie de ce système seront définies à
partir d'une étude d'usage conduite auprès d'utilisateurs.
Cette approche qui entre dans le domaine de l'intelligence ambiante
sera abordée à travers la mise en place d'un contrôleur intelligent
communiquant avec les appareils domotiques par des protocoles réseau
domotiques standards. En effet, un logement ayant une durée de vie
très longue par rapport à celle des équipements, les technologies
employées doivent nécessairement reposer sur des standards bien
établis pour une plus grande interopérabilité, un coût réduit et un
développement durable.


L'ambition du projet est de permettre les avancées suivantes :
   - assurer une assistance domotique par une interaction naturelle
     (commande vocale et tactile) ;
   - mettre en place une commande indirecte pour une meilleure gestion
     de l'énergie ;
   - renforcer le lien social par l'intégration d'interfaces dédiées
     (mises au point par des PME) et adaptées à la personne en
     situation de fragilité et offrir de nouveaux services par ce
     nouveau type de communication ;
   - apporter plus de sécurité par la détection de situations de
     détresse ou d'effraction.

Sujet de la thèse :

L'objectif de SWEET-HOME de commande indirecte devant se fonder sur le
maximum d'informations, le candidat devra étudier les théories et
techniques du domaine de la décision (Dempster-Shafer, modèle
probabiliste, théorie possibiliste) qui permettent de prendre en
compte des informations de différentes natures, imprécises,
incertaines et temporelles ; il devra ensuite les mettre en pratique
dans le cadre applicatif du projet. L'étude impliquera la
participation à l'enregistrement du corpus multimodal et la
réalisation d'un démonstrateur qui permettra au candidat de valider sa
thèse par une expérimentation réelle en situation. 
L'une des solutions à la reconnaissance des activités est d'utiliser
des techniques d'apprentissages artificiels pour fusionner les
informations des différents capteurs et parvenir à un taux de
reconnaissance acceptable. Les travaux menés dans l'équipe LIG-GETALP
en collaboration avec le laboratoire TIMC ont montré la pertinence
d'une approche [1] associant une utilisation non-conventionnelle de
signaux sonores (bruits de chute, bris de verre, etc.) et de parole
(appels, cris) et des capteurs classiques.


L'objectif du travail de recherche demandé est de définir et concevoir
un contrôleur domotique capable de capturer des informations
multimodales, inférer une situation et exécuter l'action la plus
appropriée. Les informations utilisées extraites des signaux sonores
ou de parole seront d'ordre qualitatif (durée, RSB...) ou probabiliste
(délivrées par les systèmes de reconnaissance). Pour cela, le module
devra :

   - acquérir les données multi sources hétérogènes susceptibles
     d'être erronées provenant de l'habitat et les vérifier ;

   - inférer la « situation » courante à partir des données acquises
     (ordre direct de modification, demande implicite, urgence, ...)

   - décider des actions à effectuer pour « corriger » la situation :
       - en contrôlant l'environnement (p.ex. augmentation/baisse du
         chauffage),
       - en envoyant un message à l'utilisateur (p.ex. vérifiez la
         porte de derrière, veuillez répéter votre demande),
       - en détectant les situations nécessitant la mise en relation avec
         les proches
       - en générant une alerte en cas d'urgence (p.ex. effraction, chute).

La thèse sera menée en collaboration avec les industriels et les
équipes de recherche impliqués dans le projet.

Réferences :

[1] A. Fleury, Détection de motifs temporels dans les environnements
multi-perceptifs. Application à la classification automatique des
Activités de la Vie Quotidienne d'une personne suivie à domicile par
télémédecine, Thèse de l'Université Joseph Fourier de Grenoble, École
doctorale EEATS-SIPT, 2008.

Connaissances et compétences requises
Le (la) candidat(e) doit avoir un haut niveau scientifique en
informatique (traitement du signal serait un plus). Des compétences en
raisonnement temporel seraient appréciées. Une bonne connaissance des
langages C, C++ et Java serait un plus.  Bien entendu, le (la)
candidat(e) devra maîtriser l'anglais et avoir une bonne connaissance
du français. Enfin, la capacité de travailler en équipe et de manière
autonome est primordiale.

Modalités de la thèse :
- Inscription : Grenoble Universités
- École Doctorale : Mathématiques, Sciences et Technologies de
  l'Information, Informatique (MSTII)
- Laboratoire d'accueil : Laboratoire d'Informatique de Grenoble - UMR
  5217, équipe GETALP http://getalp.imag.fr/
- Financement ANR de 36 mois
- Directeur de thèse : Michel Vacher
- Co-encadrant : François Portet
- Date de début : septembre 2009


Laboratoire LIG-GETALP, Bâtiment B, 385 Avenue de la Bibliothèque,
B.P. 53, 38041 GRENOBLE Cedex 9}

Site Web du LIG-GETALP :  http://getalp.imag.fr/

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