Navigation Magnétique Bio-inspirée

Description du poste

**Domaine**:

- Mathématiques, information scientifique, logiciel

**Contrat**:

- Stage

**Intitulé de l'offre**:

- Navigation magnétique bio-inspirée H/F

**Sujet de stage**:

- Le GPS est aujourd'hui largement utilisé pour la navigation terrestre, maritime et aérienne. Néanmoins, il présente plusieurs inconvénients : il nécessite une infrastructure très lourde, il ne fonctionne pas en milieu sous-marin et il peut être brouillé. C'est pourquoi une navigation « magnétique », i.e. exploitant le champ magnétique terrestre, est intéressante car elle est totalement passive et fonctionne dans tous les milieux. Une stratégie intéressante consiste à s'inspirer de la façon dont certains animaux (rouge-gorge, tortue de mer, saumon,) exploitent ce champ pour parcourir de très grandes distances (plusieurs milliers de km).
Le but du stage est donc de mieux comprendre comment les animaux arrivent à naviguer sur de longues distances et de s'en inspirer pour développer des algorithmes de navigation magnétique.

**Durée du contrat (en mois)**:

- 6 mois

**Description de l'offre**:

- Des travaux antérieurs au sein du laboratoire ont permis de:
- Réaliser un premier état de l’art sur la navigation animale et les algorithmes bio-inspirés,
- Développer un simulateur (en langage Python),
- Programmer et tester quelques algorithmes bio-inspirés simples.
- Nous avons ainsi montré qu’une navigation magnétique, par exemple basée sur la déclinaison et l’inclinaison du champ magnétique principal, est envisageable à condition de traiter un certain nombre de difficultés comme le calcul des gradients, la présence de mínima locaux, l’absence de gradient dans certaines régions, la colinéarité des 2 gradients, la multiplicité des solutions à l’objectif,.- Le travail du stage comportera les étapes suivantes:
- Affiner l’analyse des premiers résultats et proposer des pistes pour résoudre les difficultés citées précédemment,
- Programmer et tester d’autres algorithmes [2] [3].
- Se rapprocher des conditions réelles en rajoutant le champ magnétique généré par la croute terrestre et les perturbations temporelles issues de l’interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre.
- Références- [1] J. T. Hagstrum, « Avian navigation: the geomagnetic field provides compass cues but not a bicoordinate “map” plus a brief discussion of the alternative infrasound direction-finding hypothesis », J Comp Physiol A, vol. 210, no 2, p. 295‑313, mars 2024, doi: 10.1007/s00359-023-01627-9.- [2] X. Zhang, « Long distance geomagnetic navigation with enhanced multi-objective evolutionary computation », 2023.- [3] J. P. Gill et B. K. Taylor, « Navigation by magnetic signatures in a realistic model of Earth’s magnetic field », Bioinspir. Biomim., 2024.**Moyens / Méthodes / Logiciels**:

- Python- Compétences nécessaires pour ce stage:
- Mathématiques, Optimisation, Théorie de l’Estimation
- Informatique: Python, Programmation orientée objet
- Autonomie, qualité rédactionnelle

Localisation du poste

**Site**:

- Grenoble

**Localisation du poste**:

- France, Auvergne-Rhône-Alpes, Isère (38)

**Ville**:

- Grenoble

**Langues**:

- Anglais (Courant)

**Diplôme préparé**:

- Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

**Possibilité de poursuite en thèse**:

- Oui

Informations générales

**Entité de rattachement**:
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales:

- La conscience des responsabilités
- La coopération
- La curiosité

**Référence **:2024-33191**Description de l'unité**:
Au sein de cet institut, le Service Systèmes de Capteurs et Electronique pour l'Energie (SSCE) mène à travers son Laboratoire Signaux et Systèmes de Capteurs (LSSC) des activités dans le domaine de la fusion de signaux capteurs, exploitant la multi-modalité via des études en traitement du signal, en traitement de l'information, et de l'algorithmique embarquée. Ces études se focalisent notamment sur les fonctions de capture de contexte et d'interaction avec l'environnement à partir de systèmes de capteurs nomades.