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Application d'une approche IDM à la planification basée sur l'IA pour les systèmes robotiques et autonomes

Département Ingénierie Logiciels et Systèmes (LIST)

Labo.conception des systèmes embarqués et autonomes

Docteur en Informatique

01-05-2020

PsD-DRT-20-0063

matteo.morelli@cea.fr

Data intelligence dont Intelligence Artificielle (.pdf)

La complexité de la robotique et des systèmes autonomes ne peut être gérée qu'avec des architectures logicielles bien conçues et des chaînes d'outils intégrées qui supportent l'ensemble du processus de développement. L'ingénierie dirigée par les modèles (IDM) est une approche qui permet aux développeurs de la robotique et des systèmes autonomes de passer d'un paradigme centré implémentation à un paradigme centré connaissances du domaine ce qui permet d'améliorer l'efficacité, la flexibilité et la séparation des préoccupations des différents acteurs du développement de ce type de système. L'un des principaux objectifs des approches IDM est d'être intégré aux infrastructures de développement disponibles de la communauté robotique et systèmes autonomes, telles que le middleware ROS, ROSPlan pour la planification des tâches robotiques, BehaviorTree.CPP pour leur exécution et suivi et Gazebo pour la simulation. L'objectif de ce postdoc est d'étudier et de développer des architectures logicielles modulaires, composables et prédictibles ainsi que des outils de conception interopérables basés sur des approches basées sur des modèles, au lieu d'être centrées sur le code. Le travail sera réalisé dans le cadre de projets européens tels que RobMoSys (www.robmosys.eu), ainsi que dans d'autres initiatives pour les systèmes robotiques et autonomes sur la planification des tâches basée sur l'IA et leur exécution. Le principal objectif est de réduire les efforts des ingénieurs et de permettre ainsi le développement de systèmes robotiques autonomes plus avancés et plus complexes à un coût abordable. Pour ce faire, le post-doctorant contribuera à la mise en place et à la consolidation d'un écosystème, d'une chaîne d'outils et d'une communauté dynamique qui offriront un cadre unifié de conception, de planification et simulation, d'évaluation de la sécurité et un environnement formel de validation et de vérification.

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Conception de mémoire magnétique asynchrone non-volatile

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Intégration Silicium des Architectures Numériques

Thèse en micro-électronique

01-10-2020

PsD-DRT-20-0069

jean-frederic.christmann@cea.fr

Systèmes cyberphysiques - capteurs et actionneurs (.pdf)

Dans le contexte applicatif de l'internet des objets (IoT) et des systèmes CyberPhysiques, (CPS), les systèmes « Normally off » sont principalement dans un état de veille et attendent des événements déclencheurs tels que des réveils sur compte à rebours, des dépassements de seuil, des réveils électromagnétiques ou encore des variations dans leurs environnements énergétiques pour se mettre en marche. Afin de réduire leur consommation ou par manque d'énergie, le système coupe l'alimentation de la plupart de ses composants durant cette veille. Afin de conserver les informations présentes en mémoire, nous proposons de développer une mémoire non-volatile embarquée. Les technologies de stockage magnétiques sont prometteuses afin d'atteindre tant une faible consommation qu'une rapidité d'accès aux données. De plus, à cause du comportement transitoire de ces systèmes qui passent souvent de la veille à la marche et vice versa, la logique asynchrone est naturellement envisagée pour implémenter la logique numérique. Ce sujet vise ainsi la conception d'une mémoire SRAM magnétique asynchrone dans un procédé de fabrication 28nm. Le composant mémoire devrait être développé jusqu'au dessin des masques, afin d'être caractérisé en consommation et temps d'accès, et de pouvoir être intégré efficacement avec un processeur asynchrone. Repousser les limites de l'état de l'art en proposer un tel composant permettra d'envisager des avancées considérables dans le monde des systèmes autonomes.

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Détection de cyber-attaques dans un capteur embarqué pour l'analyse de sols

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Infrastructure et Ateliers Logiciels pour Puces

These

01-04-2019

PsD-DRT-19-0071

anca.molnos@cea.fr

Ce post-doc aura pour charge d'appliquer des techniques de « machine learning » pour la détection attaques sur un système de multiples capteur connectés. Le domaine applicatif concerne l'agriculture, pour lequel le CEA LETI réalise déjà plusieurs projets, dont le projet H2020 SARMENTI (Smart multi-sensor embedded and secure system for soil nutrient and gaseous emission monitoring). L'objectif de SARMENTI est de développer et valider un système multi-capteurs à basse consommation, sécurisé et connecté au « cloud, » qui permettra une analyse in situ et en temps?réel des nutriment et de la fertilité du sol afin de fournir une aide à la décision aux agriculteurs. Dans ce cadre, le post-doc aura la charge des analyses de cyber-sécurité, de déterminer les risques principaux sur ces capteurs connectés, mais également de la spécification du module de détection d'attaques. L'algorithme de détection sous-jacent sera basé sur la détection d'anomalie, par ex. « one class classifier. » Ce travail aura trois parties, l'implémentation des sondes qui analyseront des événements sélectionnés, l'infrastructure de communication entre les sondes et le détecteur, ainsi que le détecteur proprement dit.

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Application de l'ingénierie des ontologies et des connaissances à l'ingénierie de systèmes complexes

Département Ingénierie Logiciels et Systèmes (LIST)

Labo. ingénierie des langages exécutables et optimisation

PhD in Knowledge engineering, Software Engineering, System Engineering

01-06-2019

PsD-DRT-19-0088

flroian.noyrit@cea.fr

L'ingénierie système basée sur les modèles repose sur l'utilisation de diverses descriptions formelles du système pour effectuer des prévisions, des analyses, des automatisations, des simulations, etc. Cependant, ces descriptions sont principalement réparties dans des silos hétérogènes. L'analyse et l'exploitation de l'information sont confinées à leurs silos et manquent ainsi la vue d'ensemble. Les informations et idées transversales restent cachées. Pour résoudre ce problème, les ontologies et les techniques d'ingénierie des connaissances offrent des solutions souhaitables reconnues par les travaux universitaires. Ces techniques et paradigmes aident notamment à donner accès à un jumeau numérique complet du système grâce à leurs capacités de fédération, à donner un sens à l'information en l'intégrant aux connaissances formelles existantes et à explorer et découvrir des incohérences grâce aux capacités de raisonnement. L'objectif de ce travail sera de proposer une approche donnant accès à un jumeau numérique complet fédéré avec les technologies d'ingénierie de la connaissance. Les opportunités et les limites de l'approche seront évaluées sur des cas d'utilisation industrielle.

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Caractérisation des radionucléides émetteurs X ? Application à la dosimétrie en réacteur

Département Métrologie Instrumentation et Information (LIST)

Laboratoire de Métrologie de l'Activité

Doctorat - Physique nucléaire ou atomique - Instrumentation

01-09-2019

PsD-DRT-19-0090

marie-christine.lepy@cea.fr

La mesure d'activité des radionucléides émetteurs X, dans la gamme d'énergie inférieure à 100 keV, rencontre plusieurs difficultés qui limitent la précision du résultat. Parmi celles-ci, il faut citer la difficulté d'étalonner le rendement des détecteur et, de façon générale, les incertitudes importantes associées aux intensités d'émission X. De plus, les effets d'auto-absorption du rayonnement X dans les sources étalons ou les échantillons entraînent des corrections importantes qu'il importe de maitriser. Parmi les applications importantes de la mesure des émetteurs X, la dosimétrie en réacteur, qui permet de déterminer la fluence neutronique reçue pendant une irradiation et d'en caractériser le spectre, s'appuie sur l'analyse de l'activité de dosimètres irradiés. Ceux-ci sont constitués de métaux purs ou d'alliages de compositions parfaitement connues dont certains isotopes font l'objet de réactions d'activation ou de fission sous l'effet des neutrons. Par exemple, les réactions 93Nb(n,n')93Nbm et 103Rh(n,n')103Rhm sont de première importance pour la dosimétrie en réacteur et s'avèrent particulièrement intéressantes pour caractériser les flux de neutrons autour de 1 MeV. Le travail proposé fait suite à une thèse qui a mis en évidence plusieurs pistes d'amélioration pour la mesure des dosimètres et qu'il faudra mettre en ?uvre, parmi lesquelles : - amélioration des données d'émission X de radionucléides utilisé en standard pour l'étalonnage (133Ba, 152Eu, etc.) afin d'établir un jeu cohérent de données ; - validation de coefficients correctifs dus à la présence d'impuretés lors de l'irradiation des dosimètres ; - évaluation et publication du schéma de désintégration de 103Pd et 103mRh ; - mise en ?uvre d'une nouvelle méthode d'étalonnage en rendement en utilisant un rayonnement monochromatique.

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Acquisition comprimée pour l'imagerie ultrasonore : développement de méthodes et réalisation d'un prototype de capteur

Département Imagerie Simulation pour le Contrôle (LIST)

Laboratoire Méthodes CND

Thèse dans un moins l'un des sujet suivant: Méthodes ultrasonores, acoustiques, imagerie ou traitement du signal avancé, méthodes parcimonieuses et acquisition comprimée

01-01-2020

PsD-DRT-19-0099

olivier.mesnil@cea.fr

En contrôle non destructif ultrasonore, les capteurs multiéléments permettent d'inspecter les structures pour assurer la sécurité des sites et des installations. Le nombre d'éléments formant un capteur est aujourd'hui le facteur dimensionnant la méthode de contrôle : son efficacité et sa rapidité de scan mais aussi le coût et le volume de l'instrument. Ce projet vise à développer un prototype de capteur multiélément avec un nombre réduit d'éléments, mais sans détériorer la qualité de l'imagerie par rapport aux instruments existants. Pour ce faire, l'acquisition comprimée (en anglais Compressed Sensing ou CS), théorie récente de traitement de signal permettant d'outrepasser les contraintes d'échantillonnage classique et de reconstruire des signaux à partir de mesures fortement sous-échantillonnées, sera utilisée. Ainsi, le processus de mesure ultrasonore devra être entièrement repensé pour répondre aux conditions d'application du CS, en particulier l'incohérence et la parcimonie des mesures. Les résultats attendus de ce projet sont une réduction d'un facteur jusqu'à 5 du nombre d'éléments d'un capteur, ce qui constituerait une véritable révolution dans le domaine du contrôle, avec des applications directes dans la plupart des secteurs industriels. Ce projet implique les entités suivantes du CEA Saclay: le Département d'Imagerie et de Simulation pour le Contrôle pour les aspects contrôle et capteur ultrasons ainsi que les laboratoires Neurospin et Cosmostat apportant leurs expertises dans le domaine de l'acquisition comprimée, principalement appliquée dans les domaines de l'imagerie médicale et de l'astrophysique respectivement. La collaboration de ces trois laboratoires, chacun parmi les leaders mondiaux dans leurs domaines respectifs, garantira la création d'une nouvelle famille de capteurs plus performants.

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