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Emergences

Lettre d'information n° 33

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Mieux exploiter les petits objets communicants

Les réseaux de capteurs et les étiquettes RFID appartiennent déjà à notre quotidien. Pourtant, leur déploiement et l'exploitation même des données produites soulèvent encore des problèmes non résolus. Ce qui freine l'éclosion de services basés sur ces technologies. Nouvelle équipe de recherche au centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique, Tacoma explore des pistes pour fournir la couche de traitement logiciel qui fait défaut.

Les réseaux de capteurs et les étiquettes RFID appartiennent déjà à notre quotidien. Pourtant, leur déploiement et l'exploitation même des données produites soulèvent encore des problèmes non résolus. Ce qui freine l'éclosion de services basés sur ces technologies. Nouvelle équipe de recherche au centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique, Tacoma explore des pistes pour fournir la couche de traitement logiciel qui fait défaut.

 “Mieux exploiter les objets communicants distribués dans un espace physique. C'est le sens de nos recherches. Nous sentons bien que nous commençons à répondre à certaines problématiques dans ce domaine.” précise Frédéric Weis, responsable de Tacoma. Constituée autour de trois chercheurs permanents, la nouvelle équipe (1) se donne deux ans pour effectuer un premier défrichage. Elle s'intéressera en particulier à deux aspects qui donnent du fil à retordre aux industriels.

D'abord la RFID. “Cette technologie est certes déjà largement déployée. Pourtant, un vrai problème subsiste. La lecture fonctionne très bien dans ce qu'on appelle un environnement contrôlé. C'est à dire quand la radio-étiquette se présente à la bonne distance du lecteur et à la bonne vitesse. Mais dès que l'on ne maîtrise plus ces conditions, l'efficacité s'amenuise. Un énorme décalage existe entre la théorie et la réalité sur le terrain. Mon collègue Paul Couderc travaille sur ce sujet. En particulier à travers un projet de tri sélectif (2).

L'idée ? “Équiper les déchets se trouvant dans le sac poubelle d'étiquettes RFID afin de caractériser ce qui figure dans ce sac quand on le dépose dans un conteneur intelligent équipé d'un lecteur.” Et là, surprise : “cela ne marche pas très bien. Le taux d'erreurs augmente. La lecture peut être perturbée par le métal d'une simple boîte de conserve ou par le fait qu'un déchet étiqueté ne soit pas en position idéale face au lecteur.” Résultat : le sac poubelle n'est pas forcément aiguillé vers la meilleure chaîne de tri en fonction de son contenu. “Or dans cette situation industrielle, la rentabilité économique n'apparaît qu'en cas de très bonne qualité de tri.

Améliorer la lecture des radio-étiquettes


Les chercheurs vont donc tenter d'améliorer le processus de lecture en s'appuyant sur leur connaissance des protocoles d'exploitation des mécanismes systèmes. Sur ce thème, Tacoma travaille avec l'Institut d'électronique et de télécommunications de Rennes à travers le projet Pervasive RFID. “Nous allons combiner nos compétences en informatique avec celles de l'IETR en matière d'antennes.

Une des difficultés ici tient à l'expérimentation. “Nous sommes contraints de construire une machine capable de reproduire des lectures dans des environnements non contrôlés.”  En l'occurrence, des lecteurs déplacés par des moteurs serviront à simuler un sac jeté dans un conteneur à poubelle. Contrainte supplémentaire : “l'expérimentation doit créer de l'aléatoire qui soit reproductible. Car si l'on injecte une amélioration système dans le processus de lecture, encore faut-il pouvoir quantifier ces résultats.

Deuxième axe de recherche : les réseaux de capteurs. Le domaine intéresse particulièrement Frédéric Weis. “J'ai travaillé avec EDF sur le concept d'habitat intelligent et plus précisément sur la capture de contexte : présence d'une personne dans une pièce, porte ouverte ou fermée... Bref, tout ce qui aide à comprendre des situations liées à l'activité humaine dans la maison. Autant d'éléments pour piloter le chauffage par exemple.

Fusionner les données pour produire du sens


Problème : comment collecter toutes ces informations à des coûts acceptables sans devoir recâbler tout le bâtiment ? Une solution : le nœud de capteurs sans fil. Doté de moyens de communication avec son environnement immédiat, ce petit calculateur est capable d'envoyer des données brutes. Et c'est là que les chercheurs apportent leur plus-value. “Nous utilisons des capteurs de nature différente : mouvement, bruit, pression... Par des techniques logicielles, nous savons ensuite combiner ces différentes données brutes. Nous les fusionnons pour faire émerger du sens. Nous allons pouvoir dire si oui ou non il y a quelqu'un dans la pièce. Et cela avec un degré de confiance quantifié. L'expression de cette certitude ou de cette incertitude peut s'avérer très utile, par exemple pour débrayer l'automatisme et rendre la décision à l'utilisateur.

Il existe déjà des techniques pour capturer des contextes. Mais elles exigent une infrastructure très spécifique. “Et cela nous n'en voulons pas. Car cette hyper-spécialisation coûte cher. Elle nécessite un déploiement par des spécialistes. Par ailleurs, dès qu'on change un paramètre, il faut modifier le système. Nous, au contraire, nous essayons de dissocier la partie brute des données et la couche de traitement logiciel. Nous sommes en quelque sorte agnostiques de ces données. Nous pouvons fonctionner avec tous types de données, tous types de capteurs.”  Sur les aspects réseaux et routage, Tacoma envisage de travailler avec Télécom Bretagne. “Par ailleurs, nous accueillons dans notre équipe un troisième chercheur permanent, Yoann Maurel, qui nous apporte les compétences dont nous avions besoin en génie logiciel.

La collaboration avec EDF a produit “des résultats de recherche très intéressants. Dans le cadre d'une Aide au Développement Technologique (ADT) d'Inria, nous avons actuellement un ingénieur, Aurélien Richez, chargé de finaliser nos prototypes, de pérenniser ces développements et de réfléchir aux aspects déploiement. Son objectif est de faire en sorte que ces noeuds de capteurs et nos éléments logiciels pour la fusion de données puissent être mis en œuvre par des non-spécialistes.

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Notes:
(1)  TAngible COMputing Architectures. Tacoma est une équipe Inria / Université Rennes 1 commune à l'Irisa (UMR6074). Elle se situe dans le sillage de l'ancienne équipe ACES.

(2) Ces recherches ont été soutenues par l'ANR, dans le cadre de Bin That Think, un projet associant les sociétés Veolia Propreté et Etineo à deux équipes Inria.