Doctorant (F/H) Formage de Tissus de Fibres de Carbone Par Asservissement Visuel

**Type de contrat**: CDD

**Niveau de diplôme exigé**: Bac + 5 ou équivalent

**Autre diplôme apprécié**: Research Master2

**Fonction**: Doctorant

**A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**:
Le centre Inria de l'Université de Rennes est l'un des neuf centres d’Inria et compte plus d'une trentaine d’équipes de recherche. Le centre Inria est un acteur majeur et reconnu dans le domaine des sciences numériques. Il est au cœur d'un riche écosystème de R&D et d’innovation : PME fortement innovantes, grands groupes industriels, pôles de compétitivité, acteurs de la recherche et de l’enseignement supérieur, laboratoires d'excellence, institut de recherche technologique.

**Contexte et atouts du poste**:
L’IRT Jules Verne associé à l'équipe Rainbow du centre INRIA de l’université de Rennes propose dans le cadre du programme PERFORM l’offre de thèse intitulée « Formage de tissus de fibres de carbone par asservissement visuel ».

**Lieu de la thèse**: Les travaux de thèse se dérouleront à Rennes au sein de l’équipe Rainbow du centre Inria de l’université de Rennes.

**Encadrants**: Alexandre Krupa (Inria, équipe Rainbow), Benyamine Allouche (IRT Jules Verne, équipe ROC)

**Contrat**:

- La rémunération proposée par l’IRT pour les 3 années de thèse est la suivante:

- 1ère et 2ème année : 31 125 € annuel soit 2593.75 € / mois
- 3ème année : 32 816 € annuel soit 2734.66 € / mois
- le/la doctorant(e) bénéficira en complément des chèques déjeuner d’un montant de 9.8€ / jour travaillé, dont 5.88 € à la charge de l’IRT

**Mission confiée**:
**Contexte**:
La manipulation d’objets rigides par des dispositifs robotiques a été étudiée depuis de nombreuses décennies et est actuellement couramment réalisée dans des tâches robotiques où l’environnement est maîtrisé tel que sur une chaîne de production automatisée. A l’inverse, peu de travaux de recherche se sont intéressés à la manipulation d’objets déformables constitués de matière souple. Fournir la capacité aux robots d’interagir avec des objets déformables constitue donc un défi important pour la robotique afin de permettre aux robots de manipuler avec précision des objets compliants. Pour répondre à cet enjeu, l’IRT Jules Verne associé à l’équipe Rainbow du centre Inria de l’université de Rennes a lancé dans le cadre du programme PERFORM la thèse intitulée « Formage de tissus de fibres de carbone par asservissement visuel ».

**Description**:
Pour contrôler la déformation d’un objet compliant, il faut savoir comment les déplacements des manipulateurs robotiques se traduisent en déformation de l’objet manipulé. Cette relation peut être estimée à partir d’observations visuelles antérieures au moyen d’approches de type « data-driven » [1-2] ou exprimée par un modèle physique de l’objet tel que le modèle masse-ressort (MSM) [4,5] ou le modèle à éléments finis (FEM) [3,6].

Afin de relier les déplacements des manipulateurs robotiques aux déformations de l’objet d’intérêt, nous souhaitons dans ce travail de thèse élaborer une nouvelle stratégie de commande par asservissement visuel qui repose sur un modèle d’interaction approché et ceci en vue de s’affranchir de la nécessité d’une modélisation complexe de l’objet et d’une identification préalable de ses paramètres rhéologiques.

Un autre aspect du travail de thèse concernera le développement d’une méthode de traitement d’images permettant de suivre en temps réel la déformation du tissu de fibre à partir du flux de données fournies par une ou plusieurs caméra(s) RGB-D.

Les méthodes proposées seront développées, testées et validées sur un banc expérimental constitué d’une ou plusieurs caméra(s) de profondeur de type RGB-D, de plusieurs bras robotiques à 6 degrés de liberté, de plusieurs échantillons de tissu de fibres de carbone et d’un moule.

**Références**:

- [1] D. Navarro-Alarcon, Y. Liu, J.G. Romero, and P. Li. On the visual deformation servoing of compliant objects: Uncalibrated control methods and experiments. The International Journal of Robotics Research, 33(11):1462- 1480, September 2014. _
- [2] R. Lageau, A. Krupa, M. Marchal. Automatic Shape Control of Deformable Wires based on Model-Free Visual Servoing. IEEE Robotics and Automation Letters (also presented at IROS’20), 5(4):5252-5259, October 2020. _
- [3] F. Ficuciello, A. Migliozzi, E. Coevoet, A. Petit and C. Duriez, « FEM-Based Deformation Control for Dexterous Manipulation of 3D Soft Objects, » In IEEE/RSJ Int. Conf.on Intelligent Robots and Systems, IROS’18, Pages 4007-4013, Madrid, Spain. _
- [4] F. Makiyeh, F. Chaumette, M. Marchal, A. Krupa. Shape Servoing of a Soft Object Using Fourier Series and a Physics-based Model. In IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, IROS’23, Pages 6356-6363, Detroit, USA, October 2023. _
- [5] F. Makiyeh, M. Marchal, F. Chaumette, A. Krupa. Indirect Positioning of a 3D Point on a Soft Object Using RGB-D Visual Servoing and a Mass-Spring Model. In Int.Conf. on Control, Automation, Robotics and Vision