Doctorant(e) (H/F) – Conception d'architectures robotiques à articulations flexibles pour la manipulation d'objets déformables

Description du Poste

Sujet De Thèse

Ce travail de thèse de doctorat s’inscrira dans le cadre du projet DRMI (Dexterous Robotic Manipulation For Industry) du programme national de recherche « PEPR Robotique ». Votre mission principale consistera à contribuer à la conception d’architectures robotiques intégrant des articulations souples afin de permettre des capacités de manipulation avancées. Les articulations souples présentent un intérêt particulier dans les applications de miniaturisation, telles que l’horlogerie, ainsi que pour la fabrication de robots monolithiques imprimés en 3D, grâce à leur facilité de fabrication et à la possibilité de les rendre biodégradables et biocompatibles. L’objectif est d’optimiser conjointement l’architecture du robot et ses articulations mécaniques afin d’améliorer à la fois la dextérité et la précision des manipulateurs et des préhenseurs robotiques, tout en permettant des capacités de translation et de rotation relativement importantes. Les articulations souples/conformes sont destinées à fonctionner comme des articulations rotatives, prismatiques, sphériques ou hybrides, alliant une répétabilité, une précision et une adaptabilité élevées au sein de structures robotiques optimisées. Les objets à manipuler sont de petits objets mesurant quelques millimètres.

Les principaux défis scientifiques abordés dans cette thèse comprennent la conception conjointe d'architectures robotiques et d'articulations flexibles, le développement de méthodologies pour leur optimisation, y compris la définition d'indices de performance pertinents, ainsi que l'évaluation des performances du robot conçu par le biais d'essais expérimentaux portant sur la manipulation d'objets déformables et fragiles.

Détails de la mission.
Établir des indices de performance unifiés pour la conception conjointe d’architectures robotiques et d’articulations souples, incluant la répartition de la rigidité, l’isotropie, les mouvements parasites et le couplage translation-rotation.
Proposer des stratégies de modélisation et de contrôle permettant de gérer le comportement non linéaire des articulations souples au sein de chaînes cinématiques complexes.
Développer des cadres d’optimisation pour la conception conjointe d’articulations souples de haute précision et d’architectures robotiques globales.
Étudier les matériaux adaptés aux articulations souples et leur impact sur le comportement des articulations et les performances globales du robot.
Exploiter des techniques de fabrication, telles que l’impression 3D pour mettre en œuvre des géométries optimisées complexes compatibles avec des systèmes robotiques miniaturisés.
Vérifier si des articulations optimisées localement améliorent la fidélité cinématique globale, la dextérité et la précision des architectures robotiques grâce à la réalisation de prototypes et à des essais spécifiques à chaque application.
Rédiger des publications scientifiques et des rapports de projet.
Participer aux réunions hebdomadaires de thèse et aux réunions « PEPR robotique ».

Vous travaillerez au LIRMM à Montpellier dans l’équipe de recherche DEXTER du département robotique (https://www.lirmm.fr/equipes/dexter/) et en collaboration avec l’équipe de recherche RoMoCo de FEMTO-ST à Besançon (https://www.femto-st.fr/fr/Departements-de-recherche/AS2M/Equipes-de-recherche/ROMOCO).

Votre profil.
Formation : vous êtes titulaire d'un diplôme de master ou d'un diplôme d'ingénieur en robotique, en mécanique, en mécatronique ou dans un domaine connexe.

Compétences :
Cinématique et robotique
Conception mécanique et modélisation
Méthodes d'optimisation et analyse des performances
Logiciels de CAO et outils d'analyse par éléments finis (FEA)
Commande de systèmes non linéaires
Science des matériaux
Intérêt pour la validation expérimentale, le prototypage et la modélisation multiphysique
Maîtrise de l'anglais pour les activités de recherche

Qualités personnelles :
Rigueur et méthode
Esprit d'équipe et capacité à collaborer
Esprit d'initiative et capacité à travailler de manière autonome
Curiosité et goût pour la recherche

Pour postuler, veuillez, en plus de déposer votre CV et LM sur le portail emploi du CNRS, envoyer votre CV, une lettre de motivation et vos relevés de notes de licence et de master à redwan.dahmouche@femto-st.fr et marc.gouttefarde@lirmm.fr, en indiquant « PHDDRMIL26 » dans l'objet de votre e-mail.

Mots-clés : robotique, manipulation, articulations flexibles, optimisation de la conception, objets déformables/fragiles.

Votre Environnement de Travail

Cette thèse de doctorat s'inscrit dans le cadre du projet DRMI (Dexterous Robotic Manipulation for Industry) du programme national de recherche « PEPR Robotique » (https://www.cnrs.fr/en/our-research/france-2030/pepr/robotics). L’objectif de ce programme est d’accélérer la levée des obstacles scientifiques et techniques aux niveaux de maturité technologique faibles (TRL 1 à 3), dans le but de renforcer l’innovation scientifique et technologique ainsi que le déploiement opérationnel. Au sein de ce programme, le projet DRMI porte sur les capacités de manipulation, qui sont essentielles dans de nombreuses applications robotiques industrielles. Elles sont largement utilisées dans divers secteurs manufacturiers pour automatiser des tâches caractérisées par leur répétitivité, la manutention de charges lourdes ou présentant des risques pour les travailleurs humains. Néanmoins, l’utilisation des robots reste limitée dans plusieurs secteurs. En particulier, la manipulation d’objets déformables ou délicats reste un défi majeur en robotique. Les systèmes robotiques rigides traditionnels manquent souvent de l’adaptabilité et de la souplesse nécessaires à de telles tâches, surtout lorsque la précision, la dextérité et la sécurité doivent être prises en compte simultanément. Cette limitation est particulièrement problématique dans les applications de haute précision où l’interaction avec des matériaux ou des tissus fragiles exige de la précision et une flexibilité contrôlée.

La thèse se déroulera au Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM), dans l’équipe DEXTER du département de robotique. Le LIRMM est une unité mixte de recherche, dépendant conjointement de l'Université Montpellier (UM) et du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Il est situé sur le Campus Saint-Priest de l'UM. Ses activités de recherche positionnent pleinement le LIRMM au cœur des sciences et technologies de l'information, de la communication et des systèmes. Ainsi, de l'information aux systèmes, de la technologie à l'humain et aux usages, les activités de recherche du LIRMM concernent : la conception et la vérification de systèmes intégrés, mobiles, communicants, la modélisation de systèmes complexes à base d'agents, les études en algorithmique, bioinformatique, interactions homme-machine, robotique, etc.

Cette thèse sera menée en collaboration avec le laboratoire FEMTO-ST et son équipe de recherche RoMoCo. FEMTO-ST est un institut de recherche interdisciplinaire rattaché au CNRS (Centre national de la recherche scientifique), à l’Université de Franche-Comté (UFC), à l’École nationale supérieure de mécanique et de génie mécanique (ENSMM) et à l’Université de technologie de Belfort-Montbéliard (UTBM). Il regroupe plus de 700 chercheurs. Il est organisé en plusieurs départements, dont l'AS2M (Automatisation et Systèmes micro-mécatroniques), un groupe de référence en micro- et nano-robotique. L'institut donne accès à des équipements de pointe, notamment la plateforme de micro fabrication MIMENTO et l'infrastructure MICRO-ROBOTEX dédiée à la micro- et nano manipulation.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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