Les technologies de l’information et de la communication (TIC) s’immiscent chaque jour un peu plus dans notre quotidien. En témoignent le nombre important d’appareils ou dispositifs électroniques dits « communicants », en lien direct avec les TIC qui peuplent notre environnement (Smartphones, tablettes, appareils multimédias, TV, Hi-Fi…) et le caractère quasi-indispensable de leurs usages. Aujourd’hui, les TIC commencent à intégrer de nouveaux objets dont la fonction principale n’est pas centrée sur l’information ou la communication. On voit ainsi apparaître des objets de la vie courante, rendus communicants. Un siège de bureau est peut-être déjà capable de communiquer son taux d’utilisation en temps réel. Depuis 2006 des chaussures de sport grand public, agrémentées d’un podomètre et de TIC, peuvent informer leur utilisateur sur leurs performances. Demain, les matelas pourront établir des rapports sur la qualité du sommeil de l’occupant... Par Christophe Vergoni, Yann Hervouët, et Jean-Yves Tigli.

L’apparition de ces objets dans notre quotidien a d’abord été poussée par des collaborations ponctuelles entre industriels dans le but de créer de nouveaux services (Chaussure de sport augmentée de capteurs pour mesurer, suivre et partager les performances, fruit d’une collaboration entre Nike et Apple). Aujourd’hui ce phénomène est accéléré par une tendance à l’ouverture, fondée sur les principes d’un Internet des Objets. L’Internet des Objets est une évolution d’Internet qui vise à intégrer au réseau les objets de notre environnement, au même titre que le sont aujourd’hui les ordinateurs et dispositifs. On peut ainsi contrôler sa maison comme on consulte un site Internet (interaction objet/personne), ou encore, interconnecter les véhicules aux infrastructures de transport en vue d’une gestion plus intelligente du trafic (interaction Machine to Machine).

Il devient alors possible d’imaginer autant de nouveaux services que d’interconnexions pertinentes entre objets, dispositifs et services existants. Le mythe du réfrigérateur communicant n’est alors plus restreint à nous renseigner sur la seule fraicheur des aliments mais est désormais capable de dialoguer avec d’innombrables autres objets, dispositifs et services. Dès lors, pourquoi ne pas imaginer qu’il communique avec un coach sportif virtuel ou un supermarché ? Aujourd’hui l’Internet des Objets soulève de telles perspectives industrielles qu’il constitue une priorité pour la stratégie numérique de l’Europe (voir le plan d’action Européen : « Internet of Things ») (mettre  le lien de cette source)

Sur ces nouveaux objets capables de communiquer, un pan entier de nouveaux services reste à imaginer dans la prévention des risques, la gestion de l’énergie, l’amélioration de notre confort et de notre santé… Cependant, même si un grand nombre de verrous technologiques ont déjà été levés, la conception de telles applications intégrées à notre environnement soulève de nouvelles problématiques, non encore solutionnées, dans ce que nous appelons l’Informatique Ambiante (IAm).

L’informatique ambiante : de nouveaux usages à inventer sur des innovations logicielles

La première rupture à laquelle l’ingénierie logicielle que nous connaissons aujourd’hui doit faire face est l’ouverture et le caractère dynamique de l’environnement dans lequel ces applications logicielles seront déployées. Citons une application d’aide au maintien à domicile de séniors. Elle doit être capable d’évoluer facilement dès l’apparition de nouvelles préoccupations ou  dispositifs. Par exemple, la surveillance temporaire de la prise d’un traitement médicamenteux    ou l’intégration d’un nouveau dispositif permettant de détecter les chutes. Cependant, il est impossible d’anticiper au moment de la conception toutes les configurations de l’infrastructure et tous les besoins que l’application sera amenée à satisfaire.

Cette diversité de notre quotidien rend inenvisageable la production de logiciels « clés en main » pour un type d’utilisateur ou un type d’environnement. Le temps est à la personnalisation et l’adaptation du logiciel aux particularités de notre environnement, à nos besoins et aux variations qui surviennent au cours du temps. Pour atteindre cet objectif, il n’est pas réaliste de supposer une évolution logicielle ou un nouveau cycle de développement mené de manière statique par une équipe de développeurs derrière chaque particularité et surtout derrière chaque variation de l’environnement ! Il en résulte un bouleversement du cycle de vie logiciel (ingénierie des besoins, conception, exécution) qui ne peut plus être, d’une part, aussi rigide, cloisonné et linéaire, et d’autre part mené manuellement et exclusivement par des experts en amont de l’exécution.

Dans ce cadre, le défi majeur que doit relever l’ingénierie est la production d’applications de plus en plus autonomes, capables de percevoir et s’adapter dynamiquement à l’environnement, aux besoins et à leurs variations, malgré l’incertitude qui existe dès la conception sur tous ces paramètres. C’est dans ce cadre que des travaux de recherche sont menés par l’équipe Rainbow du laboratoire I3S du CNRS et de l’Université de Nice Sophia Antipolis pour Gfi Informatique.

Des applications autonomes qui réagissent à des situations non anticipées

Le projet Continuum de l’Agence Nationale de la Recherche, soutenu par le pôle Solutions Communicantes Sécurisées de la région PACA, regroupe des partenaires comme Suez Environnement ou Gemalto. Conduit par l’équipe Rainbow, ce projet a déjà mis en évidence l’intérêt de doter les applications d’IAm d’un certain niveau d’autonomie pour assurer une continuité du service rendu à un utilisateur en situation de mobilité. L’ambition de la collaboration entre Gfi Informatique et l’équipe Rainbow est d’augmenter le niveau d’autonomie en permettant à l’application de réagir à l’apparition de situations de l’environnement non anticipées.

Généralement, le comportement que doit suivre une application logicielle dans une situation donnée est spécifié au préalable. La problématique de recherche est ici de déléguer à l’application elle-même, la responsabilité d’identifier et mettre en œuvre le comportement le plus adapté possible à une situation non anticipée. La piste envisagée est de donner la capacité à l’application de réagir automatiquement dès l’apparition de besoins non anticipés en recherchant, parmi un ensemble de comportements préétablis, celui ou ceux qui seront susceptibles de satisfaire au mieux les besoins utilisateurs.

Il devient alors possible d’imaginer qu’une application liée à la santé et intégrée à un logement, puisse s’adapter dynamiquement aux besoins de ses utilisateurs, exprimés aussi simplement que « suivre mon cholestérol ». Ce besoin est alors interprété puis rapproché sémantiquement de comportements logiciels préétablis : « calcul d’indice glycémique pour aliments » ou « identification d’aliments consommés par analyse vidéo ». Les comportements les plus pertinents vis-à-vis du besoin sont alors sélectionnés pour être mis en œuvre dans l’application par adaptation dynamique et automatique. L’application tend alors à satisfaire le besoin utilisateur sans avoir été préalablement et explicitement conçue pour y répondre. En définitive, l’incertitude propre à l’environnement qui challenge la conception logicielle est prise en compte, à l’exécution, par une construction dynamique et automatique d’une application adaptée.

Christophe Vergoni, Ingénieur d'études, Gfi Informatique et doctorant, Université de Nice Sophia Antipolis / CNRS

Yann Hervouët, Directeur technique, Gfi Informatique

Jean-Yves Tigli, Maître de conférences, Université de Nice Sophia Antipolis / CNRS