Stage - Ingénieur de Recherche en Physique Différentiable H/F - 95

Sujet : Génération de Robots Souples par Physique Différentiable

Au sein du département « Corporate Research & Sciences », vous intègrerez une équipe qui s'intéresse à la modélisation 3D et aux technologies de simulation physique réaliste pour des expériences interactives dans des environnements mixant le virtuel et le réel.
L'impression 3D libère le choix de formes et appelle à une réinvention bioinspirée des objets physiques : par exemple, un robot n'est plus nécessairement composé d'éléments rigides avec articulations, il peut aussi comporter d'éléments souples avec une structure alvéolaire, animés par des pressions de fluide ou des actuateurs intégrés. Nous savons désormais, suite à nos travaux de recherche en cours, générer et représenter en 3D des formes organiques solides et alvéolaires de grande complexité répondant à des contraintes physiques ou esthétiques, faisant appel à l'émergence, la croissance et l'auto-organisation.

Vos missions

Le stage proposé adresse le défi de la conception 3D générative bio-inspirée pour des objets en mouvement.

Concrètement, votre défi sera de développer un logiciel prototype de morphogénèse de robots souples. La morphologie du robot ainsi que son système d'actuation sont formulées comme un problème d'optimisation contrainte. Le robot reçoit une mission, par exemple, marcher dans une direction imposée, ainsi qu'une forme de départ neutre (un cube), et un signal d'actuation. A partir de là, l'optimiseur fait varier la forme et l'actuation jusqu'à ce que le robot soit capable d'accomplir la mission.

Dans ce domaine de recherche tout jeune, les tous premiers travaux datent de 2013 (voir youtu.be/EXuR\_soDnFo). Avec notre travail publié à la conférence GECCO 2023, "Differentiable Soft-Robot Generation", la génération de ces robots devient bien plus performante, ce qui ouvre la porte à des morphologies plus complexes et des comportements plus efficaces.

Vous prendrez la responsabilité les évolutions de l'optimiseur en langage Python permettant de faire émerger le robot et son comportement. Une évolution possible est d'incorporer une actuation avancée par réseau de neurones. En effet la physique différentiable amène naturellement à la rétropropagation du gradient pour une génération simultanée de la morphologie et du réseau de contrôle, exactement comme l'évolution a fait avec le système moteur des êtres vivants. Le champ d'application est vaste : locomotion des robots mobiles, retour haptique sur le corps humain, exosquelettes, pinces de manipulation d'objets fragiles, dispositifs souples chirurgicaux...

En complément de l'article cité ci-dessus, la vidéo youtu.be/0Flv4oKNVyE éclaire sur diverses techniques de pointe de robotique souple générative qui peuvent être pertinentes pour le stage.

Vos qualifications

Actuellement en Master 2 / Bac +5 en Ecole d'ingénieur ou Université, avec une spécialisation en Mathématiques Appliquées, Calcul Scientifique, Simulation Physique, ou Géométrie Algorithmique, vous recherchez un stage.

Compétences techniques souhaitées :

- Calcul scientifique, simulation physique
- Algorithmes différentiables, analyse par éléments finis et optimisation numérique
- De nature curieuse et autonome, vous faites preuve de ténacité et d'efficacité dans vos travaux.
- Vous êtes à l'aise en informatique quel que soit le langage, même si le projet sera réalisé majoritairement en Python.
- Vous êtes à l'aise en anglais à l'oral comme à l'écrit.

Nous rejoindre c'est aussi

Intégrer une entreprise scientifique au coeur de l'innovation technologique, portée par une forte croissance depuis plus de 40 ans

Principaux avantages et bénéfices :

- Environnement multiculturel
- Cadre de travail convivial axé sur le bien-être et la santé
- Engagement en faveur de la diversité et de l'inclusion
- Politique dynamique de développement de carrière : plan de formation, mobilités internes, etc