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Conception de cochlée artificielle mono et/ou binaurale pour la classification et/ou localisation de grands cétacés H/F

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

Date Limite Candidature : mardi 11 octobre 2022

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Informations générales

Référence : UMR8520-FRELEF-136
Lieu de travail : VILLENEUVE D ASCQ
Date de publication : mardi 20 septembre 2022
Nom du responsable scientifique : Dr CHristophe LOYEZ et Pr François DANNEVILLE
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 2 novembre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

La préservation de la biodiversité est fondamentale pour la survie des espèces. Dans un contexte de faune sous-marine, monitorer l'activité de grands cétacés (cachalots, grands dauphins, ….) est essentiel pour des raisons multiples : (i) en premier lieu, la préservation des espèces, (ii) en deuxième lieu, les grands cétacés se situant en « bout » de chaîne alimentaire, leur diminution se traduit par un appauvrissement des ressources halieutiques, et par voie de conséquence, un impact économique direct sur l'industrie de la pêche. L'accès et le traitement de données naturelles (sons émis) des grands cétacés est également pertinent pour mieux comprendre leurs comportements individuels et/ou de groupe (capacités cognitives, d'apprentissage, de communication entre individus) ainsi que pour les localiser en eau profonde.
Les grands cétacés – par exemple les cachalots - émettent des clics (signatures acoustiques) qu'ils mettent à profit pour communiquer entre eux lorsqu'ils chassent en cohorte les calamars géants (ils utilisent également des clics pour localiser leur proie, grâce à une technique de « sonar »). Ces clics peuvent être captés par des hydrophones, pour être ensuite analysés (pour la classification, comptage d'individus...). Dans ce but et pour un souci d'efficacité énergétique, nous nous proposons d'utiliser des réseaux de neurones à spikes ou SNN (« Spiking Neural Networks »), conçus à partir de neurones et synapses artificielles plastiques (technologie neuromorphique brevetée à ultra faible consommation (ULP), développée par IEMN / IRCICA). La couche d'entrée de ces SNN devra recevoir des données naturelles sous la forme d'impulsions électriques (spikes), qui codent l'information véhiculée par le signal acoustique sous forme fréquentielle et temporelle. L'étude se déclinera en :
- Une étude bibliographique des cochlées artificielles
- La définition d'architectures matérielles disruptives, compatibles avec la technologie neuromorphique ULP mentionnée précédemment, adaptée aux « clics » de grands cétacés (notamment leur bande passante)
- La conception (simulation) de cochlées artificielles monaurale et/ou binaurale
- Leur couplage avec un SNN pour la reconnaissance (apprentissage) de signatures acoustiques émises par les grands cétacés et/ou un circuit ad-hoc permettant leurs géolocalisations.
Ce sujet de thèse de doctorat s'inscrit plus largement dans le cadre d'un projet ANR « ULP SMART 3D COCHLEA » (les partenaires sont CRISTAL – Univ. Lille – et INPS – Univ. Toulon –) a démarré au 1er Janvier 2022, pour une durée de 4 années. Le doctorant sera hébergé à l'IRCICA

Contexte de travail

Basé à Villeneuve d'Ascq sur le Parc Scientifique de la Haute Borne, l'Institut de Recherche sur les Composants logiciels et matériels pour l'Information et la Communication Avancée (IRCICA) est une Unité de Service et de Recherche (USR-3380) associant le CNRS et l'Université de Lille. L'IRCICA développe depuis une dizaine d'années des recherches interdisciplinaires pour imaginer et créer des technologies de l'information et de la communication responsables. Ce fonctionnement permet de fédérer au sein d'un même lieu des chercheurs et enseignants chercheurs de compétences complémentaires pour aborder les grands défis scientifiques et sociétaux avec des approches interdisciplinaires et/ou en rupture dès l'embryon des projets.
L'IRCICA héberge environ 120 enseignants-chercheurs, chercheurs, étudiants, ingénieurs et techniciens, de domaines de compétences complémentaires, issus des quatre laboratoires partenaires CRIStAL - Centre de Recherche en Informatique, Signal et automatique de Lille, IEMN - Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologies, PhLAM - Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules et L2EP – Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique et Puissance de Lille.

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