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Opportunités

Offres d’emploi

Fonction : Professeure/Professeur des Universités « Intelligence Artificielle: Théorie et Applications »

Le poste est ouvert à tous les domaines de l’IA et de ses applications. La personne retenue intégrera l’un des laboratoires : ISIR, LIMICS ou LIP6 selon ses thématiques de recherche, et/ou de projets impliquant plusieurs laboratoires d’accueil au sein de SCAI (Sorbonne Center for Artificial Intelligence). La ou le professeur·e devra être capable de coordonner des programmes collaboratifs nationaux et internationaux. La participation de la ou du candidat-e, dans le passé, à des projets multidisciplinaires sera appréciée.

La personne recrutée contribuera significativement aux enseignements de Licence d’informatique dont les besoins couvrent l’ensemble de la discipline (algorithmique, programmation notamment objet, concurrente, fonctionnelle, web), mathématiques discrètes, structures de données, système, architecture, réseaux, compilation, bases de données…) ainsi qu’au master d’informatique, en particulier pour les parcours ANDROIDE, BIM ou DAC.

Plus de détails et la fiche de poste complète à venir sur :
https://recrutement.sorbonne-universite.fr/fr/personnels-enseignants-chercheurs-enseignants-chercheurs/enseignants-chercheurs/recrutement-2022-des-enseignantes-chercheuses-et-enseignants-chercheurs.html

Contact à l’ISIR : Guillaume Morel ; guillaume.morel(at)sorbonne-universite.fr

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Profil :

Le profil recherché est celui d’une roboticienne ou d’un roboticien avec un goût prononcé pour les activités expérimentales. La ou le candidat-e doit démontrer une maitrise de l’analyse dynamique et de la commande des robots manipulateurs et mobiles. Une aisance avec toute la chaine de mise en œuvre des lois de commande, comme le traitement des données, du signal et des images sera également appréciée.

La volonté de participer à des projets d’innovation pédagogiques serait un plus.

Au vu des matières à enseigner, une maitrise des outils informatiques permettant l’implémentation des lois de commande et la perception (ROS, C++, Python) est requise.

Formations concernées :

La nouvelle recrue interviendra en Licence EEA, en Master Automatique & Robotique ainsi qu’au sein des différentes spécialités de Polytech Sorbonne.

Elle participera selon son profil aux enseignements d’initiation à la robotique et de programmation d’automatismes en mineure complémentaire métiers de licence EEA, ainsi qu’en électronique au L1. Elle renforcera en master ainsi qu’à Polytech Sorbonne les équipes en charge des enseignements en robotique mobile, robots manipulateurs, automatique et traitement du signal.

Recherche :

Profil, équipe ou unité de recherche prévue, ou discipline émergente ou innovation en cohérence avec le volet recherche du contrat quadriennal de l’établissement.

La ou le candidat-e retenu-e mènera des recherches à l’ISIR dans l’un des domaines en lien avec la manipulation robotique : manipulation dextre, manipulation collaborative, manipulation multi-échelle, télémanipulation, comanipulation, exosquelettes et prothèses du membre supérieur, etc. Ces recherches ont vocation à s’intégrer prioritairement dans l’équipe SYROCO. Mais cette priorité n’est pas absolue et toute candidature proposant des recherches en robotique de manipulation avec une intégration dans une autre équipe sera examinée avec attention.

Les recherches pourront être conduites en modélisation des systèmes et des interactions, l’exploitation de ces modèles pour la synthèse de commandes ou de comportements, traitement des données fournies par des capteurs pour la mise en œuvre en temps réel de ces lois de commande ou de comportements. La capacité à valider les travaux sur des démonstrateurs est un atout important pour le poste.

Contact recherche :

Guillaume MOREL, directeur de l’ISIR : guillaume.morel(at)sorbonne-universite.fr

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Numéro de fonction : U61005

Emploi-type : Expert-e en développement d’instrument

Mission : En fonction des besoins scientifiques, l’ Expert-e en développement d’instrument assurera la conception et la réalisation des projets d’instruments en robotique et/ou fera évoluer ceux déjà existants.

Activités :

  • Analyser les besoins scientifiques en robotique et les traduire en spécifications techniques.
  • Proposer des concepts d’instruments/dispositifs intelligents.
  • Concevoir des instruments/dispositifs intelligents, assurer leurs réalisations et garantir leur sûreté de fonctionnement.
  • Planifier les développements des instruments/dispositifs intelligents.
  • Piloter et contrôler les intégrations des systèmes et sous-systèmes.
  • Assurer une expertise auprès des différentes plateformes robotiques du laboratoire.
  • Définir et garantir la stratégie de maintenance des outils de développement et les applications réalisées.
  • Réaliser les procédures de tests et validation aux différentes étapes des projets.
  • Rédiger des documentations techniques pour les architectures développées.
  • Définir la stratégie de sûreté de fonctionnement et de tolérances aux pannes des systèmes.
  • Veiller au respect des règles d’hygiène et de sécurité.
  • Assurer une veille sur le domaine afin de conseiller au mieux les chercheurs.
  • Accompagner les chercheurs dans la capitalisation de leurs expérimentations.
  • Former les utilisateurs aux équipements du laboratoire.
  • Participer à la vie du laboratoire.

Compétences :

Savoirs :

  • Langages de programmation (C/C++, Python).
  • Connaissance de ROS appréciée.
  • Connaissance en prototypages rapides (CAO/FAO) appréciée.
  • Environnement et réseaux professionnels (connaissance générale).
  • Langue anglaise : B1 à B2 (cadre européen commun de référence pour les langues).

Savoir-faire :

  • Techniques et sciences de l’ingénieur en robotique (informatique, électronique, mécanique, automatique) (connaissance approfondie).
  • Techniques de présentation écrite et orale.
  • Méthodologie de conduite de projet (connaissance générale).

Contexte : L’Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique (ISIR UMR7222 CNRS/Sorbonne Université) est une unité de recherche dans le domaine de la robotique créée en 2007 et désormais composée d’environ 200 personnes auxquelles s’ajoutent les stagiaires et les personnes invités. L’une des cinq équipes de l’ISIR est labellisée INSERM (U1150).

L’ISIR mène des recherches dans les domaines de la modélisation, conception, et commande de robots et systèmes robotiques (mouvement, manipulation), de la perception, de la cognition et de l’apprentissage machine, des Interactions et interfaces humain-machine (physique et cognitive) et de la micro-robotique. Les grands domaines d’application sont la Santé, la chirurgie, l’assistance, la réhabilitation, la robotique de service et la robotique d’Intervention, les microsystèmes.

Les missions de l’ingénieur de recherche s’exercent en mode projet au sein du service technique du laboratoire qui regroupe 5 personnes : 2 ingénieurs de recherche (2 BAP E), 1 ingénieur d’études (BAP E), 2 Assistants Ingénieurs (1 BAP E et 1 BAP C, mécanique).

Unité d’accueil : ISIR – UMR7222

Responsable : M. Guillaume MOREL

InstitutINS2I – Institut des sc. de l’info. et de leurs interactions
CorpsIR – Ingénieur de recherche
BAP : C – Sciences de l’ingénieur et instrumentation scientifique
Groupe de fonctionsGroupe 3

Pour plus d’informations : Si cette fonction vous intéresse, prenez contact avec la délégation DR2 – Délégation Paris Centre 16, rue Pierre et Marie CURIE 75005 Paris
01.42.34.94.68 – mobilite@dr2.cnrs.fr

Postuler à l’offre de mobilité interne du CNRS (NOEMI)

Fonction : Expert-e en développement d’instrument

Emploi-type : C1B43 – Expert-e en développement d’instrument

Catégorie : A

Corps : Ingénieur.e de recherche

BAP : C

Mission : La mission est d’assurer la conception et la réalisation des projets d’instruments en fonction des besoins scientifiques et/ou de faire évoluer ceux déjà existants

CDD de 12 mois à pourvoir le 01/03/2022

 

Activités principales:

  • Analyser les besoins scientifiques et les traduire en spécifications techniques Proposer un concept d’instrument,
  • Rédiger un cahier des charges techniques et la matrice de performance,
  • Concevoir l’instrument, assurer sa réalisation et garantir sa sûreté de fonctionnement,
  • Planifier le développement de l’instrument,
  • Concevoir les plans d’intégration, de recettes et de tests,
  • Piloter et contrôler les intégrations des systèmes et sous-systèmes,
  • Valider et qualifier l’instrument à ses différentes étapes,
  • Structurer une veille technologique,
  • Présenter, diffuser et valoriser les réalisations,
  • Faire appliquer les règles de sécurité,
  • Conseiller dans son domaine d’expertise.

Profil recherché

Connaissances transversales requises :

  • Techniques et sciences de l’ingénieur (optique, automatisme, micro-informatique, mécanique) (connaissance approfondie)
  • Outils et logiciels spécifiques au domaine : conception, modélisation… (connaissance approfondie)
  • Méthodes de Calcul (connaissance approfondie) Instrumentation et mesure (rayonnements, matière, thermodynamique… ) Environnement et réseaux professionnels (connaissance générale) Techniques de présentation écrite et orale
  • Langue anglaise : BI à B2 (cadre européen commun de référence pour les langues)

Savoir-faire :

  • Utiliser les logiciels spécifiques au domaine
  • Rédiger des rapports ou des documents techniques
  • Appliquer les procédures d’assurance qualité
  • Appliquer les règles d’hygiène et de sécurité
  • Appliquer la réglementation des marchés publics
  • Assurer une veille
  • Capacité à hiérarchiser et à prioriser les tâches et organiser son activité en tenant compte des con échéances
  • Capacité à proposer des solutions adaptées aux besoins, à faire évoluer les procédures
  • Savoir transmettre des connaissances

Savoir-être :

  • Bon relationnel et sens du travail en équipe
  • Disponibilité et réactivité
  • Sens de l’analyse et force de proposition
  • Adaptabilité et autonomie
  • Organisation et rigueur
  • Sens du service public
  • Confidentialité

Unité d’accueil : ISIR – UMR7222

Toute candidature (CV et lettre de motivation) doit impérativement être envoyée à l’adresse mail suivante : sciences-drh-recrutement@sorbonne-universite.fr

Contactsciences-drh-recrutement@sorbonne-universite.fr

Offres de postdoctorat ou d’ingénieur·e de recherche pour le groupe HCI Sorbonne (Human Computer Interaction)

Contexte :

Nous avons plusieurs positions pour un postdoctorat ou en tant qu’ingénieur·e de recherche dans le groupe HCI Sorbonne (https://hci.isir.upmc.fr) à Sorbonne Université, Paris, France.

Missions :

Nous cherchons des personnes curieuses qui souhaitent réaliser des projets de recherche à l’intersection de l’IHM avec (au choix) la RV, l’haptique, la robotique ou l’IA. Des sujets possibles sont :

  • Nouvelles techniques d’interaction en RV,
  • RV et Haptique pour le jeux et/ou l’apprentissage,
  • Modèles computationnels pour la prise de decision et la performance humaine,
  • Systèmes de recommandation s’appuyant sur l’IA,
  • Télé-operation et collaboration à distance.

Exemples de travaux récents dans ces domaines :

Profil recherché : 

Pour un post-doctorat, un doctorat en IHM ou un domaine en lien avec l’IHM est nécessaire.

Compétences requises :

  • Compétences solides en programmation et analyse strong programming and analytical skills,
  • Solide expérience dans au moins un de ces domaines : IHM, RV, Haptique, Robotique, IA.

Plus d’informations : 

  • Type de poste : Postdoctorat ou Ingénieure de Recherche
  • Date de début de contrat : dès que possible
  • Durée du contrat : 1 à 2ans
  • Niveau d’études souhaité : Master 2 (pour ingénieur), doctorat (pour post-doc)
  • Laboratoire d’accueil : ISIR (Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique), Campus Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75005 Paris.

Personnes à contacter : 

  • Gilles Bailly et Sinan Haliyo
  • Email : gilles.bailly(at)sorbonne-universite.fr ; sinan.haliyo(at)sorbonne-universite.fr
  • Candidature : Envoyer votre candidature par mail, avec un CV et une lettre de motivation.
  • Date limite de dépôt de la candidature : Aucune

Offres de stage

Sujet : Conception et commande d’un rover tricycle poly-articulé

Résumé :

Dans le cadre d’application planétaire ou agricole, un robot autonome doit appréhender des difficultés de franchissement d’obstacles (positifs ou négatifs), de sols irréguliers et/ou en pente et dévers. On cherche à concevoir un robot agile à roues et à pattes ayant des capacités de locomotion avancées.

Objectifs du stage :

La première partie du stage consiste à concevoir sous SolidWorks la maquette virtuelle. Le concept cinématique et l’architecture générale sont plus ou moins arrêtés, ainsi que les choix des moteurs électriques.

La seconde partie concerne la modélisation dynamique et la commande. La modélisation doit pouvoir décrire la dynamique du centre de gravité ainsi que de son moment cinétique, connu sous le nom de dynamique centroïdale. Ce modèle permet par la suite de définir une commande en impédance pour assurer la stabilité du rover et le suivi de trajectoires et d’en déduire enfin les couples articulaires dans les liaisons motrices. Ces commandes doivent être testées sur la maquette virtuelle importée sous ROS-Gazebo.

Pendant cette période de modélisation-commande, on lancera la fabrication des pièces. On commencera par valider le concept d’une patte-roue avant de procéder à l’assemblage de l’ensemble.

Profil recherché : Master M2 ou dernière année d’Ecole d’Ingénieur·e en Mécatronique-Robotique

Compétences requises : Conception mécanique sous SolidWorks, modélisation, robotique, contrôle-commande

 

  • Encadrant : Faïz BEN AMAR
  • Date de début du stage : 1er février ou 1er Mars
  • Durée du stage : 5 à 6 mois
  • Niveau d’études souhaité : Master 2 ou Dernière année d’Ecole d’Ingénieur·e
  • Laboratoire d’accueil : ISIR (Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique), Campus Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75005 Paris.

Personne à contacter :

  • Faïz BEN AMAR
  • Tel : +33 1 44 27 63 42
  • Email : amar(at)isir.upmc.fr
  • Envoyer votre candidature par mail, avec [sujet du stage] en objet, un CV et une lettre de motivation.
  • Date limite de dépôt de la candidature : 28 février 2022

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Sujet : Méta-apprentissage pour l’exploration divergente avec récompenses rares

Résumé :

Les méthodes de qualité-diversité (QD) [2, 3], dont l’objectif est de découvrir des ensembles de solutions diverses sur le plan comportemental, se sont révélées être des outils efficaces pour traiter les récompenses rares dans un contexte d’apprentissage par renforcement. Cependant, elles ont du mal à généraliser à des tâches inconnues, pour lesquelles des politiques doivent souvent être apprises à partir de zéro. L’objectif de ce stage sera d’utiliser le résultat d’apprentissages antérieurs pour améliorer le processus d’apprentissage lui-même, d’une manière qui est étroitement liée aux approches de méta-apprentissage basées sur l’optimisation telles que [4].

Ce stage aborde des problèmes qui sont pertinents pour de nombreuses applications industrielles telles que la manipulation robotique et l’apprentissage ouvert. Il s’inscrira notamment dans le cadre du projet européen Veridream [1] qui implique de multiples partenaires industriels.

Objectifs du stage :

Les questions qui seront étudiées au cours de ce stage sont dans la continuité directe de [6, 5]. Le candidat retenu :

  • Sera responsable de l’évaluation des approches existantes, en particulier en ce qui concerne la dynamique des populations d’agents,
  • Devra contribuer à la conception et à l’évaluation de méthodes permettant de quantifier et de traiter la variabilité dans le processus d’optimisation.

En fonction des progrès réalisés sur ces sujets ainsi que des intérêts du candidat, d’autres directions de recherche en relation avec la robustesse et la généralisation seront considérées.

Profil recherché :

Le candidat doit avoir un intérêt marqué pour l’apprentissage machine et être master ou école d’ingénieurs en informatique, en apprentissage machine ou dans des domaines connexes.

Compétences requises :

Solide bagage mathématique, de bonnes compétences en développement et la maîtrise du langage de programmation Python sont obligatoires. Une connaissance pratique de l’anglais est requise, la connaissance du français est appréciée mais pas nécessaire.

 

  • Encadrant·e : Achkan Salehi, Stéphane Doncieux et Alex Coninx
  • Durée du stage : 6 mois
  • Niveau d’études souhaité : Master 2 ou école d’ingénieur·e 3ème année
  • Laboratoire d’accueil : ISIR (Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique), Campus Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75005 Paris

Personne à contacter :

  • Achkan Salehi
  • Tel : +33 1 44 27 63 82
  • Email : salehi(at)isir.upmc.fr
  • Envoyer votre candidature par mail, avec [sujet du stage] en objet, un CV et une lettre de motivation.

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Références :
[1] https://www.veridream.eu/.
[2] A. Cully and Y. Demiris. Quality and diversity optimization: A unifying modular framework. IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 22(2):245–259, 2017.
[3] S. Doncieux, A. Laflaquière, and A. Coninx. Novelty search: a theoretical perspec- tive. In Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference, pages 99–106, 2019. [4] C. Finn, P. Abbeel, and S. Levine. Model-agnostic meta-learning for fast adaptation of deep networks. In International Conference on Machine Learning, pages 1126– 1135. PMLR, 2017.
[5] B. Lim, L. Grillotti, L. Bernasconi, and A. Cully. Dynamics-aware quality-diversity for efficient learning of skill repertoires. arXiv preprint arXiv:2109.08522, 2021.
[6] A. Salehi, A. Coninx, and S. Doncieux. Few-shot quality-diversity optimisation. arXiv preprint arXiv:2109.06826, 2021.

Sujet : Des images à la compréhension des interactions sociales

Résumé :
Les études sur l’interaction humain-humain ont introduit le concept de F-formation (Kendon, 1990) qui définit trois zones : privée, sociale et publique. Les participants qui ont une interaction sociale se placent dans une certaine formation spatiale. Ils peuvent se faire face, être côte à côte… Leur position et leur comportement, tels que l’orientation du corps, le comportement du regard, peuvent indiquer une grande quantité d’informations ; ils peuvent révéler des informations sur leur niveau d’engagement, leur centre d’intérêt, mais aussi la qualité de leur relation, leur degré d’intimité, pour n’en citer que quelques-uns. La position et le comportement des participants évoluent continuellement pour s’adapter aux comportements des autres et pour obéir à certaines normes socioculturelles.

Dernièrement, des modèles computationnels ont été conçus pour détecter si les personnes forment un groupe et sa formation en fonction de la proxémique et des comportements (Cabrera-Quiros et al, 2018). Une analyse plus poussée peut être poursuivie pour caractériser la dynamique de l’interaction sociale entre les participants. De tels modèles peuvent ensuite être utilisés pour piloter les comportements des robots lorsqu’ils interagissent avec des humains.

Objectifs du stage :

L’objectif de ce stage est d’analyser les interactions de groupe et leur évolution dans le temps. Nous nous appuierons sur des données existantes (images et vidéos) d’interaction de groupe qui ont été annotées à différents niveaux (activité, parole, rire, comportement non-verbal). Nous utiliserons d’abord la base de données MatchNMingle (Raman&Hung,19).

Plusieurs étapes sont prévues :
1. Réaliser une étude bibliographique sur la détection des F-formations, en se concentrant en particulier sur les vidéos et l’évolution temporelle des formations et l’évolution temporelle des formations.
2. Effectuer des tests en utilisant la méthode développée par V. Fortier l’année dernière.
3. Étendre le modèle aux vidéos.
4. Effectuer des analyses d’actions sociales telles que la prédiction de qui sera le prochain orateur ou la relation sociale entre les interlocuteurs.
5. En fonction des réalisations du projet, évaluer les résultats en utilisant des agents virtuels. Jeu de données MatchNMingle : http://matchmakers.ewi.tudelft.nl/matchnmingle/pmwiki/index.php ?
n=Main.TheDataset

 

  • Encadrant·e : Isabelle Bloch / Catherine Pelachaud
  • Date de début du stage : Février-Avril 2022
  • Durée du stage : 6 mois
  • Niveau d’études souhaité : Master 2
  • Laboratoire d’accueil : ISIR (Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique), Campus Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75005 Paris.

 

Personne à contacter :

  • Catherine Pelachaud et Isabelle Bloch
  • Email : catherine.pelachaud(at)upmc.fr ; isabelle.bloch(at)sorbonne-universite.fr
  • Envoyer votre candidature par mail, avec [sujet du stage] en objet, votre CV, vos diplômes, les noms de vos référents et une lettre de motivation.
  • Date limite de dépôt de la candidature : janvier 2022

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Sujet : Developing computational models of perspective taking for human-robot interaction

Contexte :

Most collaborative robots will be dropped in human environment where they will have to accomplish missions. They will be engaged in interaction with human individuals concerned by these missions. Mutual understanding and coordination of goals, intentions, plans and actions are required to achieve these missions. In this work, we will focus on interaction involving robot motion generation such as arm movement or navigation and in particular we aim to generate legible motions.

Legible motions, also known as transparency through motion, are used by robots to communicate their intent to human observers [Dragan-2013]. By drawing inspiration from research on how humans interpret observed behaviors as goal-directed actions, the state-of- the-art approaches propose algorithms aiming to maximize human inference of a goal given to a robot motion. The approaches refer to “action-to-goal” interpretation of actions, which requires to explicitly taking into account the human observer in the loop.

In order to generate efficient legible motions, robots require a model of the human, which is called inverse human model. Building such models require perspective-taking abilities. Being able to place yourself “in someone else’s shoes” requires several sets of abilities such as the ability to understand the visuo-spatial experience of another agent; to infer her thoughts and beliefs; and to infer her emotions/feelings [Schilbach-2013]. These abilities are referred to as spatial, cognitive and affective perspective-taking, respectively [Hamilton-2014] and are investigated by means of experimental protocols that are now extensively used in cognitive sciences (e.g., [Sebanz-2006], [von Mohr-2020]. Despite the importance of these models, there is still no computational model able to compute on-line inverse models of perspective taking. In addition, it is not clear how humans will benefit from legible motions generated by such computational models.

Objectifs :

The main objectives of this work are (i) to design experiments inspired by cognitive science allowing to evaluate perspective-taking during human-robot interactions (generation of robot motions), (ii) develop computational models able to predict perspective-taking preferences of human observers, (iii) develop metrics allowing to assess the benefit of computational inverse human models for the generation of legible robot motions.

This work will exploit methodologies and models of human-robot interaction, machine learning and cognitive science. The experiments can be carried out with the PEPPER or Franka Emika robots. Motion capture will be used to assess human reactions to robot motions.

The main steps are:

– Development of collaborative tasks such as cooperative drawing, teaching tasks requiring technical skills, or else object manipulation (see the “Give me the wrench scenario” [Trafton-2005] or spatial referring [Dogan-2020]),

– Design a study (including a control condition) to evaluate and collect multimodal data about perspective taking. Self-assessment, scales and questionnaires will be used to qualify human preferences,

– Development of machine learning based models able to detect human preferences,

– Experimental evaluation of models for the generation of legible motions.

Compétences requises : Python, Machine Learning, Robotics, and Cognitive Science

 

  • Encadrant·e·s : Mohamed CHETOUANI,  Malika AUVRAY
  • Durée du stage : 5 à 6 mois
  • Niveau d’études souhaité : Master 2 / Ecole d’ingénieurs
  • Laboratoire d’accueil : ISIR (Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique), Campus Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75005 Paris.

 

Personne à contacter :

  • Mohamed Chetouani
  • Tel : +33 1 44 27 08
  • Email : mohamed.chetouani(at)sorbonne-universite.fr
  • Envoyer votre candidature par mail, avec [sujet du stage] en objet, un CV et une lettre de motivation.
  • Date limite de dépôt de la candidature : 10/01/2022

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Sujet : Explainable Multimodal Machine Learning for TECH-TOYS: application to Precision Medicine models of developmental disorders

Contexte :

Neurodevelopmental disorders (NDDs) are a group of frequent (1/10 children) sensori-motor, cognitive, communication, learning, behavioral disorders of multifactorial aetiology, with onset early in life but life-long consequences. Despite advances in our understanding of aetiology, diagnosis and start of intervention are often late (many months after onset of first clinical signs) and not based on quantitative data.

The PIRoS team is engaged in the international TECH-TOYS project which aims to develop an innovative technological play setting (i.e., a gym equipped with a sensorized mat, a set of sensorized toys, wearable inertial movement units and cameras), suitable at infant’s natural environment, to provide easy-to-handle quantitative measurements of infant’s neurodevelopment and infant-caregiver interaction. Obtained data will provide a computational Precision Model for early detection of atypical features using digital biomarkers.

The study of digital biomarkers usually follows a retrospective methodology [Saint-Georges- 2010]. Several infants are engaged in a protocol, and after diagnosis (around 3 years) clinicians are able to define control and pathological groups. Computational models could be employed to characterize and predict developmental disorders based on the analysis of such longitudinal data [Saint-Georges-2011].

Objectifs :

In this project, we investigate developmental disorders such as autism spectrum disorders. The data collected (during the 3 years) are then employed to develop predictive models of the pathology.

The objective of this work is to develop multimodal machine learning techniques to identify digital biomarkers grounded in Explainable Artificial Intelligence [Arrieta-2020; Wallkotter- 2021]. We will take advantage of a combination of previous big data already acquired (see CareToy project http://www.caretoy.eu) with new ones collected prospectively during the project.

This work will exploit methodologies and models of human-robot interaction and machine learning. We will use data collected in previous projects to develop predictive models of developmental disorders using multimodal signals. In addition to the model, we will work on the design of TECH-TOYS device. The work will include collaborations with TECH-TOYS partners in Italy, Turkey and Germany in order to address clinical, ethical, legal as well as scientific issues raised by the project.

The main steps are:

– Design a study for the prediction of developmental disorders based on CareToy data,

– Selection of relevant multimodal signals (sound, accelerometers, video),

– Development of machine learning based models able to predict developmental disorders,

– Define requirements for a future TECH-TOYS device.

Compétences requises : Python, Machine Learning, and Robotics

 

  • Encadrant : Mohamed Chetouani
  • Durée du stage : 5 à 6 mois
  • Niveau d’études souhaité : Master 2 / Ecole d’ingénieurs
  • Laboratoire d’accueil : ISIR (Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique), Campus Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75005 Paris.

 

Personne à contacter :

  • Mohamed Chetouani
  • Tel : +33 1 44 27 63 08
  • Email : mohamed.chetouani(at)sorbonne-universite.fr
  • Envoyer votre candidature par mail, avec [sujet du stage] en objet, un CV et une lettre de motivation.
  • Date limite de dépôt de la candidature : 15/12/2021

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Offres de thèse

Sujet de thèse : Microrobots optiques pour la manipulation interactive des échantillons biologiques

Résumé : Cette thèse vise à développer un nouvel instrument scientifique pour des applications en biologie expérimentale, notamment pour la manipulation, la caractérisation et analyse des objets de type cellules isolées, des neurones, ou encore des organes intracellulaires. Utilisant le principe des pinces optiques, des rayons lasers sont commandés pour agir directement sur des échantillons, ou pour actionner des microrobots télécommandés. Ces microrobots pourront intégrer des capacités d’analyse et des capteurs bio-actives permettant ainsi un retour d’information rapide vers l’opérateur. Il s’agit d’une technologie nouvelle capable de soutenir et d’accélérer considérablement plusieurs études en biologies. Des collaborations sont démarrés avec des équipes de l’Institut Curie et Pasteur autour du cancer et des mécanismes intracellulaires.

Description générale du projet : Les pinces optiques sont une technique permettant de manipuler des objets microscopiques en utilisant un rayon laser focalisé. Ils permettent en effet d’agir sur des échantillons en solution par une action sans contact. L’ISIR a développé un système de piège laser robotisée capable de manipuler les échantillons sur 3 dimensions tout en mesurant les efforts d’interaction en temps-réel. Néanmoins, la difficulté de prise en main de ces dispositifs reste une étape importante à franchir, notamment lorsque cela concerne des objets en dehors du plan image.

Les performances actuelles du système montrent qu’il est possible de piéger et de déplacer simultanément plusieurs particules avec une résolution en effort proche de 10pN (Fig. A et B). Utilisant ces principes, des microrobots optiques ont été réalisés. Actionnés par les lasers, ces ‘optobots’ (Fig. C) d’une taille de quelques micromètres, seront utilisés pour effectuer des opérations sur des échantillons biologiques, comme la caractérisation mécanique, mesure des interactions, ou encore injection génétiques et analyses électriques. Cependant, atteindre de telles performances s’est fait au détriment de la simplicité d’utilisation. Ceci est dû notamment à la conception du chemin optique et aux lois de commandes complexes utilisées.

L’objectif de ce projet est tout d’abord de développer des applications en biologie expérimentale pour démontrer les avantages de ce système et l’imposer comme un nouvel instrument scientifique. Une collaboration est établie avec des équipes de l’Institut Pasteur et de l’Institut Curie pour exploiter ces possibilités dans la recherche autour des cancers et des études sur les mécanismes intracellulaires. Dans ce cadre, il est nécessaire d’optimiser interactivité pour que l’utilisateur soit en mesure de planifier des trajectoires complexes pour piéger et déplacer des objets, automatiser les opérations et relever des résultats. On s’intéressera aussi aux modalités d’interaction Humain/Machine: les interfaces haptiques dédiées, notamment parmi les réalisations précédentes du labo comme le ‘FishTank’ sont des candidats prometteurs pour développer une chaîne d’interaction transéchelle, multi-modale.

Thématique scientifique : La thématique scientifique principale est la microrobotique, avec un appui fort de la physique et l’optique. Les problématiques de positionnement d’objets et de commande en effort en 6D avec une résolution et une précision microscopiques (nanomètres et picoNewtons) sont au cœur du travail. D’un point de vue de l’interaction, les solutions existantes sont généralement difficiles à appréhender pour l’utilisateur et les approches IHM est un moyen original d’y parvenir. L’immersion de l’utilisateur est en effet un atout pour s’affranchir de lois de commandes et de systèmes de planification complexes. De même, l’utilisation de capteurs intégrés à haute performance est un atout concernant la précision finale atteinte par le système.

Résultats attendus, enjeux et perspectives : L’expérience de l’ISIR dans les systèmes de manipulation et en interaction humain-machine laisse envisager des perceptives et des retombées très prometteurs. Une telle réalisation n’a encore jamais été faite et nous sommes confiants qu’il s’agirait d’une contribution majeure pour l’usage des pinces optiques. À la fin du projet, des applications en biologie telle que la manipulation de des organes intracellulaires. Celles-ci seront rendues possibles avec la collaboration des équipes de recherches en biologie expérimentale.

Cette thèse s’inscrit dans une démarche de maturation industrielle pour aboutir à un instrument novateur dans le domaine des sciences de la vie, soutenue par la SATT et la région Ile-de-France. Les perspectives concernent une exploitation des savoirs générés pour accélérer les recherches en biologie. Unecréation de start-up est envisagée en parallèle pour valoriser les résultats.

  • Date limite de transmission du dossier : 31 mai 2021
  • Directeur de thèse : Sinan Haliyo
  • Codirection éventuelle : Stéphane Régnier
  • Collaborations dans le cadre de la thèse : Institut Pasteur, Institut Curie
  • Laboratoire d’accueil : Isir (Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique), 4 Place Jussieu 75005, Paris, Équipe Interactions Multi-Échelles
  • Contact : Sinan Haliyo ; sinan.haliyo@isir.upmc.fr ; Envoyer votre candidature par mail, avec [Thèse : Microrobots optiques pour la manipulation interactive des échantillons biologiques] en objet, un CV et une lettre de motivation.

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