Stages de recherches

Apprentissage automatique pour la sélection d'algorithmes d'optimisation

Sujet affecté.

Sujet détaillé

Résumé

Ce projet, mené en collaboration avec l'Université de Shinshu au Japon, vise à mesurer l'impact des caractéristiques du problème traité (notamment la dépendance entre les variables) sur sa résolution, et à étudier des modèles issus de l'apprentissage automatique afin de sélectionner automatiquement l'algorithme le plus à même de le résoudre efficacement.

Mots-clés

Algorithmique, optimisation, apprentissage automatique.

Encadrants
Arnaud Liefooghe, Bilel Derbel

Étude sur les notions de précision et certitude pour le crowdsourcing

Sujet détaillé

Résumé

L'analyse des réponses à des questionnaires de crowdsourcing nécessite de prendre en compte deux aspects importants : la précision de la réponse, et la certitude de l'utilisateur dans sa réponse. Le but des études de crowdsourcing est d'avoir des réponses aussi précises que possible, tout en maintenant un niveau de certitude suffisamment élevé.

Dans ce stage, il s'agit d'étudier l'influence de la façon de poser et de répondre à une question sur la précision et la certitude. Pour cela nous allons mener des études sur lesquelles nous contrôlerons la certitude par le biais de la difficulté de la tâche. L'objectif du stage sera donc dans un premier temps de concevoir un protocole d'étude permettant de caractériser les liens éventuels entre la difficulté et la certitude afin de mieux comprendre la façon dont l'utilisateur exprime sa propre certitude.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine, crowdsourcing

Encadrants
Thomas Pietrzak, Sylvain Malacria, Géry Casiez

Retour tactile sur un stylet flexible

Sujet détaillé

Résumé

La recherche en Interaction Homme-Machine (IHM) explore constamment des nouvelles modalités d'entrée et de sortie. Les dispositifs flexibles offrent une nouvelle modalité d'entrée continue. Les recherches précédentes ont exploré de nouveaux gestes, nouvelles technologies de capteurs, de nouveaux facteurs de forme ou de nouvelles modalités de sortie pour donner plus de contrôle sur ce nouveau degré de liberté. Ce sujet vise à poursuivre ces efforts, et à intégrer ces aspects afin de rapprocher cette technologie de la phase d'industrialisation.

Pour ce stage nous souhaitons ajouter du retour tactile à un stylet qui utilise la courbure comme degré de liberté supplémentaire. En effet le retour immédiat d'information est une propriété essentielle de la manipulation directe, qui favorise l'utilisabilité.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine

Encadrants
Thomas Pietrzak, Stéphane Huot, Audrey Girouard

Conception et implémentation d'un dispositif à retour de force 1DOF

Sujet détaillé

Résumé

Les dispositifs à retour de force permettent de manipuler des objets virtuels, avec la sensation de les toucher. Le calcul de simulations précises nécessitent des calculs complexes à haute fréquence. Ceci est en général effectué par des ordinateurs externes puissants, ce qui est un frein à l'utilisation du retour de force dans des dispositifs portables comme des instruments de musique digitaux. Ces systèmes utilisent deux boucles de calcul : une à haute fréquence (1000Hz) calculant la force à appliquer, et une à plus basse fréquence (100Hz) qui définit les modèles de calcul à utiliser. Nous proposons une nouvelle approche, dans laquelle la boucle à haute fréquence est intégrée au dispositif à retour de force, et l'ordinateur hôte se contentera de gérer les modèles de force. La question à étudier est la limite de complexité de la scène pouvant être représentée. Cette limite pourra être repoussée par la simplification des modèles. Il se pose alors une nouvelle question, celle de la qualité du rendu.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine

Encadrants
Thomas Pietrzak, Marcelo Wanderley

Outil de sélection pour texte sur document manuscrit scanné

Sujet détaillé

Résumé

Le stage s'inscrit dans un projet visant à concevoir un outil d'aide à la transcription de documents manuscrits anciens. Cet outil proposera une combinaison de méthodes interactives et automatiques. En effet les méthodes automatiques ne sont pas suffisantes, car premièrement elles requièrent des bases de connaissances établies à la main. Deuxièmement l'utilisateur doit avoir le contrôle sur la levée des ambiguïtés. Et troisièmement nous souhaitons que l'utilisateur gagne en compétence, ce qui ne sera possible que s'il a un rôle actif. Le premier outil interactif que nous étudions est la sélection de texte sur un scan de document manuscrit. Notre approche est un pinceau de sélection à 4 degrés de liberté : position x-y, seuil de luminosité et taille de sélection. Nos premières études sont prometteuses, mais il reste à évaluer cet outil expérimentalement.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine

Encadrants
Thomas Pietrzak, Stéphane Huot

HPC pour BLINEIDE

Sujet détaillé

Résumé

Le but de ce stage est d'améliorer la partie calcul Haute Performance de la bibliothèque BLINEIDE.

Mots-clés

HPC, OpenCL, algorithmique numérique, intégration numérique, GPU, SIMD, programmation par tâches

Encadrants
François Boulier, Pierre Fortin, François Lemaire

Étude et conception de fonctions de transfert pour les tâches de rotations 3D

Sujet détaillé

Résumé

La trackball virtuelle est la technique la plus souvent utilisée dans beaucoup de logiciels et de sites web pour les rotations d'objets 3D [2, 4, 8]. Elle consiste à définir une sphère qui englobe l'objet à manipuler. Les déplacements du pointeur de la souris sont ensuite interprétés comme des rotations de la sphère et de l'objet 3D associé. Cette technique d'interaction a des paramètres cachés comme le rayon de la sphère pour lequel nous émettons l'hypothèse qu'il affecte les performances de la tâche. L'objectif est d'étudier de manière systématique cette technique d'interaction pour guider la conception de fonctions de transfert non linéaires, cela dans différents contextes : interaction avec une souris informatique, interaction tactile, et rotations physiques 3D.

Mots-clés

IHM, 3D

Encadrants
Géry Casiez

Analyse de données de patients atteints de la maladie de Parkinson

Sujet détaillé

Résumé

La maladie de Parkinson représente plus de 150 000 cas en France et se place comme la 2ème cause de handicap moteur chez l'adulte. Elle se caractérise essentiellement par des tremblements, une certaine lenteur du mouvement, de la raideur musculaire et également une dégradation de la motricité fine. Le corps médical dispose de tests standards qui ne permettent pas de classifier isolément ces différents symptômes.

A travers le projet ParkEvolution, nous étudions la motricité fine des patients en milieu écologique et de façon longitudinale à travers l'analyse de la position du curseur et des informations provenant de la souris d'ordinateur lors de l'utilisation de leur ordinateur personnel. Nous espérons que les résultats de ce projet permettront d'étudier l'évolution de la maladie des patients et l'efficacité des traitements.

Mots-clés

IHM, Parkinson

Encadrants
Géry Casiez

Réseaux de neurones à impulsions et Optimisation de paramètres sur Grille de Calcul

Sujet détaillé

Résumé

Le but du stage est double : d'une part une partie théorique sur les architectures de réseaux de neurones et leur paramétrage, et une partie appliquée sur la simulation de ces architectures sur la plateforme Grid'5000 pour l'optimisation de paramétres. Parmi les questions ouvertes qui pourront être traitées, on trouve : la description à haut niveau du paramétrage de ces architectures, de l'évaluation de leur capacités d'apprentissage pour permettre une optimisation de ces architectures quand la fonction de cout est particulièrement lourde. L'objectif est de permettre dans le futur le "tuning" le plus automatique possible de réseaux de neurones à impulsions.

Mots-clés

Réseau de neurones, Optimisation combinatoire, Calcul haute performance

Encadrants
Pierre Boulet, Philippe Devienne, Nouredine Melab, El Ghazali Talbi

Validation incrémentale de contraintes pour RDF

Sujet détaillé

Résumé

RDF est le format recommandé par pour stocker et publier les données sur le Web des données et le Web sémantique. Il existe aujourd'hui une grande quantité de données au format RDF, aussi bien des données libres que des données au sein des entreprises. Shape Expression Schemas (ShEx) est un langage récent permettant de garantir la qualité des données RDF en définissant et en vérifiant des contraintes sur les données. Lors de ce stage, l'étudiant·e devra développer des algorithmes efficaces pour la validation incrémentale de contraintes exprimées en ShEx, c'est à dire, mettre à jour la validité des contraintes lorsque les données sont mises à jour, en limitant las calculs au strict nécessaire.

Mots-clés

Qualité des données, Algorithmes, Web sémantique, Données graphe et RDF, Shape Expression Schemas

Encadrants
Iovka Boneva

Study of Cooperative Driver Behaviors at Adjacent Roadway

Sujet détaillé

Résumé

To solve the problem caused by congestions in autonomous traffic system with some cooperative methods. The goal of this project is to study and implement algorithms for optimizing the movements of autonomous vehicles in adjacent traffic roadway. The objective is to compute the optimal location, speed and acceleration/deceleration of vehicles equipped with V2V communication to conduct lane change or lane keeping on the two adjacent lanes, respectively. Besides, eco-driving will be considered as a way to minimize the fuel consumption and improve sustainability of environment.

Algorithms can have better performance in collision-free ability and efficiency improvement.

The topic is applied in a combination of vehicular communication and vehicle longitudinal/lateral dynamics.

Mots-clés

Intelligent traffic system, Cooperative algorithms, Design & simulation, Optimization & decision making

Encadrants
Abdelkader EL KAMEL, Qing SHI

Etude des délais synaptiques dans les réseaux de neurones impulsionnels pour la vision

Sujet détaillé

Résumé

Le projet proposé se situe dans le domaine de la vision par ordinateur. Il porte sur sur la reconnaissance de motifs temporels dans les vidéos à l'aide de réseaux de neurones impulsionnels (Spiking Neural Networks, SNN). Il vise l'utilisation d'un capteur vidéo non-conventionnel qui encode les variations de contraste temporel de manière binaire au niveau de chaque pixel. Le travail demandé vise à étudier l'utilisation de délais synaptiques (délais entre l'émission et la réception d'une impulsion) afin de permettre la reconnaissance de motifs selon leur aspect, leur vélocité, etc. Ce sujet entre dans le cadre plus large d'un projet dont l'objectif est de proposer une approche de vision bio-inspirés, du capteur au traitement de l'information visuelle.

Mots-clés

vision artificielle, réseaux de neurones impulsionnels, délai synaptique, vidéo, apprentissage, bio-inspiration

Encadrants
Jean Martinet, Veïs Oudjail

Analyse des données

Sujet détaillé

Résumé

Ce stage de fin d'études cible l'identification des fuites d'informations qui peuvent survenir au sein des applications lorsque ces dernières ont recours à des outils de mapping objet-relationnel pour faciliter les interactions avec une base de données ou une API REST (e.g. Retrofit). En effet, ces outils synchronisent automatiquement une base de données avec une représentation en mémoire (sous forme d'objet) des données sans avoir nécessairement connaissance des données qui sont réellement requises par l'application. Dès lors, certaines données non-utilisées par l'application (mais présentes en mémoire) peuvent être récupérées par des systèmes tiers à l'insu des usagers et ainsi compromettre leur intimité. Ce projet vise donc à étudier ce risque et à proposer des contre-mesures efficaces pour protéger le système de telles fuites d'informations indirectes.

Mots-clés

social network, REST, database

Encadrants
Pierre Bourhis, Romain Rouvoy

Inférence des schémas de données des réseaux sociaux

Sujet détaillé

Résumé

Ce stage de fin d'études cible l'identification des informations qui peuvent être inférées à partir des données accessibles sur Internet. En particulier, nous ciblons l'inférence des schémas de bases de données qui sont utilisées par des systèmes accessibles via une API REST comme HTTP. En particulier, nous nous intéressons à reconstruire automatiquement des schémas de bases de données en analysant les échanges de données exposées par les réseaux sociaux.

Mots-clés

social network, REST, database

Encadrants
Pierre Bourhis, Romain Rouvoy

Réconciliation des réseaux sociaux

Sujet détaillé

Résumé

Ce stage de fin d'études cible la problématique de la réconciliation des données dans les réseaux sociaux. En particulier, nous ciblons l'étude des mécanismes d'authentification sociaux comme vecteur de connection des données issues de plusieurs réseaux sociaux. En effet, les réseaux sociaux, comme Facebook, mettent à disposition un moyen d'authentification unique pour des sites tiers et permettent à ces derniers d'importer certaines données personnelles. En créant un tel lien sémantique entre Facebook et des sites tiers, nous pensons qu'il devient possible de construire un graphe de connaissances impliquant plusieurs réseaux sociaux.

Mots-clés

social network, REST, database

Encadrants
Pierre Bourhis, Romain Rouvoy

Suivi de la consommation énergétique d'une machine virtuelle Java

Sujet détaillé

Résumé

Ce stage de fin d'études cible le développement d'une sonde interne à la machine virtuelle Java qui permette d'analyser finement la consommation en ressources (CPU, RAM) de ses différentes activitées afin de pouvoir isoler, évaluer et améliorer l'efficience énergétique d'applications s'exécutant sur la JVM.

Mots-clés

Energie, JVM, Instrumentation, C.

Encadrants
Guillaume Fieni, Romain Rouvoy

Génération automatique de règles pour Android Lint

Sujet détaillé

Résumé
Mots-clés

Android, Linter, Java

Encadrants
Sarra Habchi, Romain Rouvoy

Topic mining des issues GitHub

Sujet détaillé

Résumé
Mots-clés

Text mining, topic mining, issues, Github

Encadrants
Sarra Habchi, Romain Rouvoy

Interagir avec la chronologie dans les applications de dessin

Sujet détaillé

Résumé

Ce projet va consister à appliquer la méthodologie dite de "Research Through Design" (RtD) [1,2] pour évaluer le potentiel de nouvelles interactions avec les historiques de commandes [3] dans les logiciels de dessin. Permettre des modifications partielles d'événements ou de commandes effectuées dans le passé (proche ou lointain) d'un document offre de nombreuses opportunités pour l'exploration d'alternatives de création et d'édition dans des domaines d'application riches comme le dessin. Le stagiaire utilisera d'abord des méthodes qualitatives pour identifier le potentiel de ces techniques pour des applications de dessin. En accord avec les méthodes de RtD, le stagiaire va concevoir des prototypes itératifs et les évaluer avec des utilisateurs novices et professionnels.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine, Historiques de commande, Research through design

Encadrants
Mathieu Nancel

Plateforme de simulation pour l'étude de la temporalité dans les interfaces

Sujet détaillé

Résumé

Le projet consiste à concevoir et implémenter une plateforme de tests permettant de simuler des interfaces graphiques courantes (desktop, mobile, etc.) en minimisant les latences d'affichage et de rafraichissement, et en permettant aux chercheurs de contrôler différents aspects visuels et temporels du comportement de l'interface. L'objectif est de produire une plateforme de test et d'expérimentation qui pourra être utilisée dans plusieurs projets de recherche sur la temporalité des interactions Homme-Machine (IHM):

  • simuler et évaluer les effets de différentes sources et amplitudes de latence sur les performances et l'utilisabilité d'une interface classique,
  • simuler des mises à jour visuelles survenant juste avant un clic, qui peuvent générer des erreurs de sélection ou d'activation,
  • permettre de faire passer des expériences contrôlées réalistes sur navigateur web.
Mots-clés
Encadrants
Mathieu Nancel

Information System Digital Twins

Sujet détaillé

Résumé

L'objectif de ce stage est d'appliquer la science des données pour aider la société Axellience à accompagner ses clients dans leur transformation digital. Axellience est spécialisée dans la modélisation des processus d'entreprise et conceptrice de l'outil de modélisation dans le cloud GenMyModel. Dans ce domaine la société souhaite adapter à ses pratiques le concept de Jumeau Numérique (Digital Twin). L'équipe CARBON du laboratoire CRIStAL mène une partie de sa recherche sur l'étude de l'utilisation de la modélisation pour la conception logicielle. L'objectif de l'équipe est d'innover dans les domaines de la modélisation et de l'interaction de l'humain avec les nouveaux outils de modélisation. Elle se concentrera dans ce travail sur l'étude des nouveaux processus de production logicielle. Le cœur de ce projet est de récolter et de traiter, sur la base des techniques d'intelligence artificielle, toutes les données issues d'un système physique. L'objectif est de créer et adapter le double numérique d'un tel système et de réaliser des simulations et prédictions pour améliorer la qualité dans la gestion des systèmes d'information. A la fin du stage, en fonction de votre projet professionnel, vous aurez la possibilité d'effectuer une thèse de type CIFRE (thèse en laboratoire et en entreprise).

Mots-clés

Modèles logiciels, processus, intelligence artificielle, visualisation, data mining

Encadrants
Emmanuel Renaux

Élaboration de modèles pour l'aide à la composition au sein du logiciel Guitar Pro

Sujet détaillé

Résumé

Guitar Pro est un logiciel utilisé par de nombreux guitaristes pour transcrire leurs idées sur tablatures, et plus généralement sur partitions, lors de la composition d'un morceau de musique. L'objectif de ce stage consiste à expérimenter des méthodes pour développer un système stimulant la créativité musicale de l'utilisateur en assistant de manière intelligente son processus de composition.

Mots-clés

informatique musicale, génération automatique de musique, apprentissage automatique, intelligence artificielle

Encadrants
Louis Bigo, Mathieu Giraud, Nicolas Martin

Méthodes de deep Learning pour la segmentation/reconnaissance d'objets en temps réel dans un contexte INDOOR

Sujet détaillé

Résumé

Le projet proposé se situe dans le domaine du traitement et de l'analyse de l'image et de la vidéo. Il porte sur la reconnaissance et la segmentation des objets dans en contexte INDOOR en utilisant des méthodes de Deep Learning. L'objectif de ce stage est d'implémenter à terme une de ces méthodes sur un système embarqué pour augmenter l'interaction avec des robots. Pour cela, il faudra tenir compte des contraintes de ce genre de système : énergie, temps de calcul, mémoire, etc.

Mots-clés

Deep Learning, Reconnaissance d'Objets, Temps réel, Systèmes Embarqués

Encadrants
José Mennesson

Implémentation de réseaux de neurones impulsionnels sur GPU

Sujet détaillé

Résumé

L'objectif de ce stage est de réaliser une implémentation sur GPU de modèles de réseaux de neurones impulsionnels. Dans un premier temps, une étude de faisabilité sur plusieurs frameworks candidats (Tensorflow, Cuda...) sera effectuée. La seconde partie du stage sera consacrée à l'implémentation effective de ces modèles selon la solution retenue.

Mots-clés

Réseaux de neurones, neurones impulsionnels, graphical processing unit, GPU

Encadrants
Pierre Tirilly, Pierre Falez

Augmentation de données intelligente pour l'analyse du visage

Sujet détaillé

Résumé

Les méthodes d'analyse faciale (reconnaissance d'expressions, détection de points d'intérêt...) reposent majoritairement sur des méthodes d'apprentissage profond, qui requièrent de grandes quantités de données annotées pour fonctionner. L'objectif de ce stage est d'étudier des méthodes permettant de générer automatiquement des données additionelles pertinentes afin d'améliorer les performances des systèmes existants à moindre coût.

Mots-clés

Analyse faciale, apprentissage profond, deep learning, augmentation de données, génération d'images et de vidéos

Encadrants
Pierre Tirilly

Indexation d'images pour la recherche par similarité en contexte mobile: une preuve de concept

Sujet détaillé

Résumé

La recherche d'images par le contenu (Content-Based Image Retrieval, CBIR) permet d'accéder aux images à partir de caractéristiques visuelles extraites de leurs pixels. Le stage proposé s'inscrit dans un contexte applicatif spécifique mobile (smartphone, tablette), qui considère des bases expertes (jeux d'images de petites tailles et relevant d'un domaine métier donné). Dans ce contexte, en se basant sur des travaux antérieurs (une thèse soutenue en novembre 2018), l'objectif de ce stage est de proposer une preuve de concept (POC) pour démontrer la faisabilité d'un système de recherche d'images.

Mots-clés

Indexation, Recherche d'images par le contenu, Bases expertes

Encadrants
Patrick Perrois, Hervé Vibert, Jean Martinet