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H/F Post doctoral position: Contrôle prédictif basé modèle et considérant le corps complet pour un robot humanoïde TALOS équipé d'une peau

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 9 février 2023

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Informations générales

Référence : UPR8001-OLISTA-010
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : lundi 23 janvier 2023
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 22 mai 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : Le salaire mensuel brut est fixé par le CNRS de 2805€ à 3963€ suivant l'expérience.
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Ce poste fait partie du projet DFG-ANR appelé HoRoPo et coordonné par Gordon Cheng et Olivier Stasse. Ce poste est localisé dans le groupe Gepetto au LAAS-CNRS.

Le but d'HoRoPo est de développer un nouveau paradigme scientifique pour la génération de mouvements pour les robots humanoïdes équipés d'une peau. Le but est de manipuler des objets volumineux en utilisant des robots humanoïdes contrôlés en couple ou en position. Ceci permettra de comparer les avantages et les limitations des deux approches et éventuellement les fusionner dans un contrôleur unifié.
La direction scientifique adoptée dans ce projet est l'utilisation du contrôle prédictif basé modèle appliqué au corps complet du robot pour tirer avantage de la peau et du contrôle avec et sans couple. Une question scientifique important est de résoudre la complexité inhérente au nombre de contacts créées par l'objet avec le robot. HoRoPo va explorer et exploiter le potentiel de la peau pour le contrôle de manipulation corps-complet en prenant en compte la peau. Ce travail se basera sur les développements réalisés par l'équipe Allemande (TUM-ICS) [5,6] sur la peau et par l'équipe Française (LAAS-Gepetto) sur le contrôle prédictif corps complet. La première a réalisé des avancées impressionnantes sur la détection et la mesure de contact grâce à des patches de peau artificielle qui soit facile à gérer. La deuxième équipe a proposé un nouvel algorithme appelé Crocoddyl [1] pour le contrôle prédictif basé modèle pour le corps complet d'un robot humanoïde et rendre le MPC faisable pour un robot contrôlé en couple avec retour d'état. TUM-ICS a déjà équipé un robot humanoïde de taille humaine et de type REEM-C appelé H1 d'une peau et généré des mouvements corps complets en utilisant le retour haptique sans contrôle en couple. Il y a 5 ans, le LAAS-Gepetto a proposé des améliorations au robot REEM-C de façon à obtenir un robot puissant et qui peut être contrôler ses actionneurs en couple. L'ambition d'HoRoPo est d'équiper un robot TALOS contrôlable en couple [2,3,4] avec une peau pour manipuler des objets lourds et investiguer une stratégie comparable pour le robot humanoïde H-1 qui n'est pas contrôlable en couple.

Dans ce cadre, le but de ce post-doc est de développer des nouveaux algorithmes basé l'approche de contrôle corps complet développé à Gepetto et ses collaborateurs de façon à exploiter la peau artificielle.
Le candidat retenu sera supporter grâce à l'environnement disponible au LAAS.

References:
[1] C. Mastalli, R. Budhiraja, W. Merkt, G. Saurel, B. Hammoud, M. Naveau, J. Carpentier, L. Righetti, S. Vijayakumar, N. Mansard, Crocoddyl: An Efficient and Versatile Framework for Multi-Contact Optimal Control, Int. Conf. On Robotics and Automation (ICRA), 2020
[2] E. Dantec, R. Budhiraja, A. Roig, T. Lembono, G. Saurel, O. Stasse, P. Fernbach, S. Tonneau, S. Vijayakumar, S. Calinon, M. Taïx, N. Mansard, Whole body model predictive control with a memory of motion: Experiments on a torque-controlled talos, Int. Conf on Robotics and Automation (ICRA), 2021
[3] E. L. Dantec, M. Naveau, P. Fernbach, N. Villa, G. Saurel, O. Stasse, M. Taïx, N. Mansard, Whole-Body Model Predictive Control for Biped Locomotion on a Torque-Controlled Humanoid Robot, Int. Conf. On Humanoid Robot (ICHR) 2022
[4] O. Stasse, T. Flayols, R. Budhiraja, K. Giraud-Esclasse, J. Carpentier, J. Mirabel, A. Del Prete, P. Souères, N. Mansard, F. Lamiraux, J-P Laumond, L. Marchionni, H. Tome, F. Ferro, TALOS: A new humanoid research platform targeted for industrial applications, Int. Conf. on Humanoid Robotics, 2017
[5] https://www.ce.cit.tum.de/ics/ (TUM-ICS)
[6] https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8812712/ G. Cheng, E. Dean-Leon, F. Bergner, J. Rogelio Guadarrama Olvera, Q. Leboutet and P. Mittendorfer, "A Comprehensive Realization of Robot Skin: Sensors, Sensing, Control, and Applications," in Proceedings of the IEEE, vol. 107, no. 10, pp. 2034-2051, Oct. 2019, doi: 10.1109/JPROC.2019.2933348.

Activités

- Participer à la gestion scientifique et technique du projet des développements théoriques du probleme d'optimisation pour le MPC corps-complet jusqu'aux tests finaux sur le robot humanoïde TALOS.
- Suivre la mise en oeuvre de la peau sur le robot TALOS robot avec PAL-Robotics.
- Mettre en œuvre le contrôle sur le robot humanoïde TALOS.
- Ecrire et gérer les papiers scientifiques issus du rpojet.
- Voyages à Munich pour les rencontres officielles du projet.

Compétences

- Thèse en robotique, informatique, contrôle, optimisation numérique.
- Expérience concernant le déploiement d'architecture de contrôle sur un robot réel.
- Expérience concernant le développement de code en équipe: C++, python, github, cmake, ROS, ROS/2, architecture de contrôle telle que ros(2)_control, OCS2, Croccodyl
- Languages de programmation: C++, Python
- Systèmes d'exploitation: Linux
- Expérience en optimisation numérique.

Contexte de travail

Gepetto, LAAS est un environnement international de recherche et le language de travail est l'Anglais. Basé dans la ville universitaire de Toulouse, au Sud-Ouest de la France, le laboratoire CNRS-LAAS (Laboratory for the analysis and architecture of systems) , est un centre de recherche fort de 640 personnes dont 90 travaillant en robotique. Il bénéficie de connections fortes avec les universités alentours ainsi que de l'industrie aéronautique et spatiale

Contraintes et risques

Manipulation d'un robot humanoïde TALOS 1.75m 100 Kg

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