Les compétences regroupées au sein du laboratoire EI&TIC sont mutualisées autour de quatre projets de recherche à fort potentiel scientifique et d'application. Ces projets sont :
- Conception et Commande des Systèmes Mécatroniques
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La mécatronique est la combinaison synergique et systémique de l’électrotechnique, de l'électronique, du traitement du signal et de l'informatique temps réel. L'intérêt de ce domaine d'ingénierie interdisciplinaire est de concevoir des systèmes automatiques puissants et de permettre le contrôle de systèmes complexes.
Le programme de recherche concernant cette thématique vise alors le développement de nouvelles approches et méthodologies de conception et de commande qui s'appuient sur une démarche système, à savoir la prise en compte initiale des interactions entre sous-systèmes. Faisant appel à un large spectre scientifique, elle ouvre ainsi de nouvelles opportunités à la créativité humaine.
La robotique fut certainement le domaine d’application pionnier de la mécatronique, mais aujourd'hui elle dépasse largement ce cadre. Ainsi, l'automobile, les composants intégrés, les dispositifs audiovisuels et les périphériques informatiques constituent actuellement, désormais, de larges domaines d’application de la mécatronique.
Le véhicule électrique constitue un terrain d’application privilégié de ce projet de recherche
- Communication Homme-Machine et Robots Mobiles
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Le domaine de la communication Homme-Machine et Robots Mobiles est un domaine prometteur. A travers ce projet nous nous intéressons à l’étude et la mise en œuvre de systèmes de communication Homme-Machine performants permettant d’aboutir à des applications concrètes en commande vocale pour les handicapés, les têtes parlantes virtuelles et les robots mobiles.
Dans ce projet, la modalité auditive est le signal acoustique et toute information ou ensemble de caractéristiques qui lui sont associés. Pour la modalité visuelle, nous nous intéressons au visage humain, et plus précisément à la partie visible du conduit vocal ainsi qu’aux données articulatoires issues de la langue et de la bouche et aussi à l’iris de l’œil humain.
Le premier volet de ce projet concerne la mise en œuvre de techniques de commandes vocales et de systèmes de reconnaissance visuelle. Il s’agit, en effet, de mener des études perceptives afin d’approfondir les connaissances sur les indices essentiels d’identification et sur les mécanismes de perception des sons de la parole et des indices visuels.
Ces techniques de communication Homme-Machine peuvent alors êtres appliquées pour la commande des robots mobiles.
Le deuxième volet de ce projet concerne le développement de modèles améliorés pour la mobilité des robots et pour la détection des obstacles ainsi que l’évaluation les modèles développés dans des applications concrètes de la robotique.
- Optimisation du Comportement des Systèmes Dynamiques
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D’une manière générale, les systèmes dynamiques faisant intervenir explicitement et simultanément des phénomènes ou des modèles de type dynamique continu et événementiel sont appelés Systèmes Dynamiques Hybrides (SDH). Ces systèmes sont classiquement constitués de processus continus interagissant avec ou supervisés par des processus discrets. Ils résultent également de l’organisation hiérarchique des systèmes de contrôle / commande complexes ou des algorithmes continus de commande. On peut également rencontrer des systèmes continus auxquels sont associées des commutations discrètes.
L’application de méthodes rigoureuses pour traiter les aspects continus d’une part, et les aspects séquentiels d’autre part, ne saurait garantir la qualité du système global tant que les interactions entre ces deux aspects ne sont pas prises en compte. La résolution des problèmes ‘‘résiduels” de l’automatisation, liés aux changements de mode de marche, de traitement des défauts, de démarrage ou d’arrêt, passe par l’adoption d’une démarche hybride, de la spécification des besoins à la réalisation, afin de modéliser, d’analyser, de concevoir, de simuler et d’exploiter le système dans l’ensemble de son comportement.
Les systèmes de production manufacturiers, de production de services et de santé constituent les domaines privilégiés d'application.
- Analyse, Codage et Compression des Signaux
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Les techniques liées à l’analyse, au codage et à la compression des signaux connaissent actuellement un développement croissant. En particulier, le codage perceptif, basé sur une modélisation du comportement de l’oreille et de l’œil humain, a exploité l’idée qu’il était inutile de transmettre les informations non perçues par le cerveau humain à cause des limitations de ces organes. Cette approche est appliquée en utilisant des modèles psychoacoustiques et psychovisuelles qui intègrent des techniques de masquage fréquentiel et spatio-temporel pour traiter la non-linéarité des mécanismes d’audition et de vision et améliorer la qualité de la perception.
Dans ce projet, nous proposons de concevoir et de réaliser une nouvelle génération de codeurs audiovisuels numériques combinant deux approches complémentaires. La première approche se base sur la conception de modèles pour les mécanismes de perception de la parole et de l’image par les systèmes auditif et visuel humain en améliorant l’appariement de ces modèles avec les données physiologiques réelles recueillies.
Les applications des aspects traités sont évidentes pour le transfert optimal des signaux de commandes entre les différentes structures constituant le robot ou le système mécatronique ; et aussi pour la saisie, la communication et l’archivage des données captées par ces systèmes dans des situations réelles qui demandent une réactivité en temps réel.
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