Titre du poste
Offre de thèse - NAUTILUS : Conception et optimisation d'un système de robotique avancée pour la collecte et le traitement des déchets en environnements terrestres et marins
Description

Face à une augmentation sans précédent de la production de déchets dans le monde, la gestion efficace et durable de ces derniers est devenue une priorité urgente. Les villes, forêts, montagnes et océans sont envahis de détritus, mettant en péril non seulement la beauté naturelle des lieux, mais aussi la santé des écosystèmes et des communautés qui en dépendent. De surcroît, le tri, la collecte et le traitement des déchets demeurent coûteux, chronophages et souvent risqués pour les travailleurs.

Face à ces enjeux, la robotique s'affirme comme une solution d'avenir. Les robots, avec leur capacité à fonctionner dans des environnements variés, difficiles d’accès, voire dangereux, à réagir en temps réel et à traiter d'importantes quantités d'informations, présentent unpotentiel considérable pour transformer notre gestion des déchets. Qu'ils soient dans les rues d'une grande ville, sur une montagne ou au fond des océans, ces engins automatisés pourraient devenir une aide précieuse pour une planète plus propre. Bien que des prototypes de robots collecteurs de déchets aient démontré leur efficacité dans des environnements précis comme les plages ou les zones maritimes [1,2,3], la diversité des déchets et des environnements requiert des avancées technologiques pour une collecte optimale.

La thèse vise à concevoir, développer et optimiser un système de robotique avancée,pour la collecte et le traitement des déchets dans des environnements terrestres et marins. Cette recherche se concentrera sur l'intégration de technologies innovantes telles que l'intelligence artificielle, la vision par ordinateur, les systèmes autonomes de navigation, et les capteurs ophistiqués pour améliorer l'efficacité et la fiabilité du système dans la détection, la localisation, et la récupération des déchets. Les applications potentielles de cette recherche comprennent la gestion des déchets dans les zones urbaines, rurales et maritimes, la préservation de l'environnement, la protection de la biodiversité, et la réduction des risques pour la santé publique associés à la pollution environnementale. De plus, les résultats pourraient également avoir des implications dans d'autres domaines tels que l'agriculture, la chirurgie assistée par robot, et l'assistance aux personnes handicapées.

Responsabilités

La thèse est une combinaison d'activités de recherche, de développement technologique et d'expérimentation. Cela inclura la conception et la modélisation de systèmes robotiques, le développement d'algorithmes d'intelligence artificielle et de vision par ordinateur, la mise en œuvre de techniques avancées de prédiction de trajectoire, ainsi que des tests et des validations. Les principaux objectifs de cette proposition de recherche sont alors :

1. Conception du système de détection et de localisation des déchets :

  • Analyse des besoins et spécifications du système.
  • Recherche sur les technologies de détection (capteurs, lidar, caméras, etc).
  • Développement d'algorithmes de traitement de données pour la détection et la localisation des déchets.

2. Développement du bras robotisé pour la collecte et le traitement des déchets :

  • Conception mécanique du bras et des outils de préhension.
  • Intégration des capteurs et des systèmes de contrôle.
  • Tests de manipulation et d'interaction avec différents types de déchets.

3. Conception de la base mobile pour la mobilité du système :

  • Étude des plateformes mobiles adaptées aux environnements terrestres et marins.
  • Développement des systèmes de propulsion et de navigation.
  • Intégration des composants de communication et de contrôle à distance.

4. Optimisation et validation du système complet :

  • Experimentations pour évaluer les performances individuelles des composants.
  • Intégration et tests du système complet dans des environnements simulés.

Les résultats attendus incluent la conception et le développement d'un système de robotique avancée capable de détecter, localiser, et récupérer efficacement une variété de déchets dans des environnements terrestres et marins complexes. De plus, la thèse devrait produire des connaissances nouvelles sur les technologies de robotique appliquées à la gestion des déchets, ainsi que des recommandations pratiques pour l'amélioration continuedu système. À chaque avancée réalisée dans la thèse, il est nécessaire de publier des articles scientifiques de haute qualité dans des journaux et des conférences spécialisées.

Bibliographie :

[1] S. Hong, D. Chung, J. K. and al. (2019). In-water visual ship hull inspection using a hover-capable underwater vehicle with stereo vision. Journal of Field Robotics, 36(3) :531-546.
[2] Akkaynak, D., & Treibitz, T. (2019). Sea-thru: A method for removing water from underwater images. In Proceedings of the IEEE/CVF conference on computer vision and pattern recognition (pp.1682-1691).
[3] Fulton, M., Hong, J., Islam, M. J., and Sattar, J. (2019). Robotic detection of marine litter using deep visual detection models. In 2019 International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pages 5752-5758.

Référence du poste

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Type de poste
Temps plein
Date de début du poste
Mai 2024
Durée du contrat
3 ans
Secteur
Robotique/Traitement d'images
Lieu du poste
36 avenue de l'europe, Vélizy-Villacoublay, Vélizy, 78140, France
Date de publication
février 13, 2024
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