Approches multi-agents pour l'allocation de ressources et la planification pour l'observation de la Terre par des constellations de satellites

Dans cette présentation, nous discutons de l'utilisation des agents et des techniques multi-agents dans les systèmes spatiaux d'observation de la Terre. En préambule, nous identifions certains défis de la recherche en intelligence artificielle distribuée pour ce domaine, offrant de nombreuses pistes de recherche, en allant de la simulation multi-agent à la résolution de problèmes distribués, en passant par l'apprentissage automatique et la théorie des jeux. Nous nous concentrons ensuite sur des problèmes applicatifs liés à l'allocation et à la programmation des ressources de la constellation. Le premier problème concerne l'attribution de créneaux orbitaux exclusifs à des utilisateurs privilégiés de la constellation. Dans ce problème, l'opérateur de la constellation vise à allouer les ressources (créneaux orbitaux) de la manière optimale et équitable, avant toute programmation de tâches, en se basant uniquement sur quelques exigences simples de la part des clients. Ce problème s'inscrit dans le long terme, sur des horizons de plusieurs mois. Nous explorons ici l'utilisation de techniques utilitaristes et leximin-optimales, par programmation par contraintes, programmation linéaire, et des algorithmes ad-hoc. Le deuxième problème concerne la programmation des tâches d'observation sur de telles portions d'orbite exclusives, de sorte que les utilisateurs exclusifs ne divulguent pas leur propre agenda. Nous examinons comment des techniques de décision distribuées et coordonnées peuvent résoudre ce problème, qui est court terme, sur des horizons de quelques heures. Nous utilisons ici des techniques d'optimisation multi-agent et des enchères séquentielles ou décentralisées pour répartir les décisions sur l'ensemble des utilisateurs exclusifs.

Biographie :

Gauthier Picard est titulaire d'un doctorat en Informatique de l'Université de Toulouse obtenu en 2004, et d'une habilitation à diriger des recherche en Informatique de l'Université de Saint-Étienne obtenue en 2014. Il a été professeur à l’École des Mines de Saint-Étienne et chercheur au Laboratoire Hubert Curien UMR CNRS 5516, jusqu'en 2020. Aujourd'hui, il est directeur de recherche à l'Office national d'études et de recherches en aérospatiale (ONERA). Ses recherches portent sur l'intelligence artificielle, la coordination, la coopération, l'allocation des ressources, l'allocation et l'adaptation des tâches dans les systèmes multi-agents et l'optimisation distribuée, appliquées à des domaines comme la robotique collective, les opérations de constellation de satellites et les systèmes de transport intelligents."