Ingénieur de Recherche Jumeau numérique interfacé en XR H/F

Le poste proposé

L’explosion de la robotique et de ses usages a conduit les fabricants de robots à développer leur propre logiciel de programmation pour doter leurs machines de capacités d’intelligence. Néanmoins, ces environnements de programmation souffrent de certaines limites : ils sont très souvent propriétaires et ne sont donc pas ouverts pour accéder aux couches basses de programmation. Pour remédier à ces contraintes, les middleware robotiques sont apparus dès le début des années 2000. Le concept est simple : le middleware robotique est une surcouche logicielle, installable sur un système d’exploitation existant (type Linux ou Windows), qui contient en natif des outils et librairies génériques pour faciliter la programmation des capacités d’intelligence des robots (Sahni, Cao and Jiang, 2019). Malgré ces middlewares, la programmation de missions robotiques reste encore peu accessible aux non-initiés. C’est dans ce cadre que ce positionne le projet FUSION dont l’objectif principal est de démocratiser l’usage de la robotique notamment avec l’introduction de la XR pour la conception de missions robotiques via le jumeau numérique.

Dans ce contexte et dans le cadre de sa thématique de recherche sur les jumeaux numériques, la réalité virtuelle et la robotique, le laboratoire CESI LINEACT mène des activités de recherche sur les interfaces humain-systèmes permettant d’éditer des procédures métiers, des contenus de formations ou encore des missions robotiques en réalité virtuelle (Richard et al., 2021; Havard et al., 2023). En outre, dans le cadre du projet FUSION, des premiers travaux ont permis d’architecturer le framework NEURONE permettant la prise de contrôle à distance.

Description du poste :

Dans le cadre du projet FUSION, les missions confiées visent à la mise en œuvre des interactions au sein du jumeau numérique interfacé en XR pour la définition de missions robotiques. Ce travail se base sur des frameworks existants au sein du laboratoire, tels que INTERVALES et NEURONES. Les cas d’usages ciblés dans le projet et la collaboration avec CONSCIENCE ROBOTICS et ASSYSTEM, partenaires du projet, vont nécessiter de concevoir et de développer de nouvelles interfaces en XR, notamment pour la téléopération des robots. En outre, il sera nécessaire de définir, développer et intégrer de nouvelles interactions permettant à un·e utilisateur·rice, ne sachant pas programmer des robots, de paramétrer les missions robotiques, telles que : attraper un objet, diffuser le flux de caméra, téléopérer le robot (voir Figure 1)… Les développements proposés seront intégrés au Framework NEURONES, mis en place au laboratoire LINEACT, et connectés à l’API mis en place dans l’environnement de Conscience Robotics. Ces travaux s’appuieront, en outre, sur la plateforme industrie 5.0 présente sur le campus CESI Rouen et sur le jumeau numérique de cette dernière. Un cas d’usage dédié intégrant les composants robotiques de la plateforme (robot mobile, bras robotique) sera mis en oeuvre, permettant de démontrer la généricité de l’approche proposée.

Les principales missions de ce poste sont synthétisées comme suit :

1. S’approprier les travaux existants du laboratoire et ceux mis en place avec les partenaires du projet FUSION ;

2. Spécifier l’architecture de développement en accord avec les contraintes du projet ;

3. Spécifier les fonctionnalités à mettre en oeuvre pour les interactions en XR avec les agents robotiques au travers du jumeau numérique ;

4. Gérer et organiser les développements en accord avec Conscience Robotics ;

5. Développer et intégrer les fonctionnalités sur les cas d’usages définis en laboratoire et pour les démonstrations industrielles ;

6. Documenter les développements ;

7. Encadrer les stages associés au projet pour la mise en oeuvre des fonctionnalités définies.

8. Participer à la rédaction des livrables et publications scientifiques en lien avec ces travaux

Présentation du laboratoire CESI LINEACT :

CESI LINEACT (UR 7527), Laboratoire d’Innovation Numérique pour les Entreprises et les Apprentissages au service de la Compétitivité des Territoires, anticipe et accompagne les mutations technologiques des secteurs et des services liés à l’industrie et au BTP. La proximité historique de CESI avec les entreprises est un élément déterminant pour nos activités de recherche, et a conduit à concentrer les efforts sur une recherche appliquée proche de l’entreprise et en partenariat avec elles. Une approche centrée sur l’humain et couplée à l’utilisation des technologies, ainsi que le maillage territorial et les liens avec la formation, ont permis de construire une recherche transversale ; elle met l’humain, ses besoins et ses usages, au centre de ses problématiques et aborde l’angle technologique au travers de ces apports.

Sa recherche est organisée selon deux équipes scientifiques interdisciplinaires et deux domaines applicatifs.

1. L’équipe « Apprendre et Innover » relève principalement des Sciences cognitives, Sciences sociales et Sciences de gestion, Sciences et techniques de la formation et celles de l’innovation. Les principaux objectifs scientifiques visés sont la compréhension des effets de l’environnement, et plus particulièrement des situations instrumentées par des objets techniques (plateformes, ateliers de prototypage, systèmes immersifs…) sur les processus d’apprentissage, de créativité et d’innovation.
2. L’équipe « Ingénierie et Outils Numériques » relève principalement des Sciences du Numérique et de l’Ingénierie. Les principaux objectifs scientifiques portent sur la modélisation, la simulation, l’optimisation et l’analyse de données de systèmes cyber physiques. Les travaux de recherche portent également sur les outils d’aide à la décision associés et sur l’étude des interactions humains-systèmes notamment à travers les jumeaux numériques couplés à des environnements virtuels ou augmentés.

Ces deux équipes développent et croisent leurs recherches dans les deux domaines applicatifs de l’Industrie du Futur et de la Ville du Futur, soutenues par des plateformes de recherche, principalement celle de Rouen dédiée à l’Usine du Futur et celles de Nanterre dédiée à l’Usine et au Bâtiment du Futur.

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