Description du sujet de thèse

Plus d'informations à l'adresse suivante: https://team.inria.fr/rainbow/phd-postdoc_microrobotics/

Les robots miniatures sans attache ont récemment montré des résultats prometteurs dans plusieurs scénarios à l'échelle microscopique, comme la délivrance ciblée de médicaments, le microassemblage et les procédures de biopsie. Cependant, la grande majorité de ces robots à petite échelle ont des capacités de manipulation très limitées, et aucun des systèmes de direction actuellement disponibles ne permet aux humains de contrôler de manière intuitive et efficace des robots miniaturisés dextères dans un environnement distant. De plus, la plupart des résultats rapportés jusqu'à présent concernent le contrôle de robots microrobotiques individuels. Ce n'est que récemment que le contrôle d'essaims de microrobots multifonctionnels est devenu possible. Permettre à un utilisateur humain de contrôler de manière indépendante et intuitive un essaim de microrobots peut en effet être bénéfique dans de nombreux scénarios.

L'objectif de ce travail de recherche est de permettre un contrôle humain intuitif et fiable de systèmes multi-robots sans attache à petite échelle via des interfaces et des techniques d'interaction innovantes basées sur la cognition, en exploitant les retours multisensoriels et le contrôle partagé alimenté par l'IA.

Les travaux aborderont quelques-uns des points suivants, en fonction de l'expertise et des intérêts du/de la chercheur-se ainsi que de l'avancement du projet :

- Contrôle partagé cognitif : développer des méthodes de contrôle partagé pour réguler le compromis entre le suivi des commandes de l'opérateur humain et les actions de contrôle autonome lors du contrôle de systèmes multi-robots à l'échelle microscopique.
- Génération de trajectoire réactive : développer des stratégies de génération et de replanification de trajectoires en ligne pour l'exécution de tâches (semi-)autonomes au moyen de problèmes d'optimisation contrainte basés sur l'IA pour les systèmes multi-robots à l'échelle microscopique.
- Pilotage autonome par asservissement visuel : développer un asservissement visuel alimenté par l'IA pour générer des actions (micro-)robotiques autonomes pour le cadre de contrôle partagé.
- Perception visuohaptique : étudier quels ensembles d'informations fournir en utilisant les retours visuels et haptiques pendant le fonctionnement du système à travers des études perceptuelles humaines.
- Rendu haptique : concevoir des techniques de rendu haptique pour communiquer avec les opérateurs, combinant des retours kinesthésiques avec des sensations tactiles/cutanées.
- Contrôle de stabilité et fiabilité : concevoir des techniques de stabilité (basées sur la passivité) pour garantir la sécurité du système microrobotique ; en fonction de la connaissance de l'environnement, les techniques de passivité dans le domaine temporel (moins de connaissances) et basées sur le modèle (plus de connaissances) peuvent être entrelacées ou combinées.

L'un des objectifs de ce travail de recherche est de s'attaquer au traitement des anévrismes dans les procédures endovasculaires en utilisant l'approche multi-robots ci-dessus. Les robots miniatures sans attache ont montré des résultats prometteurs dans diverses applications à l'échelle microscopique, notamment la délivrance ciblée de médicaments, le microassemblage et les procédures de biopsie. Cependant, les systèmes de direction actuels manquent souvent des capacités de contrôle intuitif et efficace nécessaires à la manipulation dextère de ces robots à petite échelle dans des environnements distants.

Contexte de travail

Le poste est ouvert dans le cadre du projet européen collaboratif RĔGO (rego-project.eu). Le projet est composé de huit partenaires internationaux de quatre pays de l'UE : le CNRS, Inria, le CHU de Rennes, Haption (France), l'Université de Twente (Pays-Bas), la Scuola Superiore Sant'Anna, l'Istituto Italiano di Tecnologia (Italie), le Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Allemagne). Le travail sera effectué à l'IRISA-CNRS à Rennes dans le cadre de l'équipe Rainbow, qui est reconnue internationalement pour son activité scientifique ainsi que pour son expérience en matière de transfert de technologie dans les domaines du contrôle partagé, des multi-robots, de l'haptique, du contrôle basé sur les capteurs, du suivi visuel et de l'asservissement visuel.

A propos du laboratoire
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www.irisa.fr
L'IRISA est aujourd'hui l'un des plus grands laboratoires de recherche français (plus de 850 personnes) dans le domaine de l'informatique et des technologies de l'information. Structuré en sept départements scientifiques, l'IRISA est un laboratoire d'excellence dont les priorités scientifiques sont la bioinformatique, la sécurité des systèmes, les nouvelles architectures logicielles, la réalité virtuelle, l'analyse des big data et l'intelligence artificielle. Tourné vers l'avenir de l'informatique et nécessairement tourné vers l'international, l'IRISA est au cœur même de la transition numérique de la société et de l'innovation au service de la cybersécurité, de la santé, de l'environnement et de l'écologie, des transports, de la robotique, de l'énergie, de la culture et de l'intelligence artificielle.

Présentation du CNRS en tant qu'employeur : https://www.cnrs.fr/fr/le-cnrs
Présentation de l'IRISA comme laboratoire d'affectation : https://www.irisa.fr/umr-6074

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Informations complémentaires

Plus d'informations à l'adresse suivante: https://team.inria.fr/rainbow/phd-postdoc_microrobotics/

REGO project (rego-project.eu)

Compétences

* Diplôme de M.Sc. en informatique, robotique, ingénierie, mathématiques appliquées (ou domaines connexes) ;
* Expérience en C/C++, ROS est un plus ;
* Expérience dans le contrôle robotique et l'interaction homme-robot est un plus ;
* Excellent parcours scientifique, curiosité scientifique, grande autonomie et capacité à travailler de manière indépendante.