Stages de recherche

Cette page liste les propositions de stages de recherche de master 2 pour l’année 2019–2020 au laboratoire CRIStAL.

Etude et réalisation d’un dispositif de détection d’émotions pour patients parkinsoniens.

Résumé

Ce stage de recherche propose d’étudier le défaut de gestion des émotions dont souffrent parfois certains patients parkinsoniens ou ayant subi un AVC, par exemple. En effet, les chercheurs du CHU de Lille avec qui nous travaillons nous indiquent que des troubles cognitifs empêchent des patients de détecter ou bien de manifester une émotion particulière (joie, peur, surprise, colère…). Une piste de recherche consiste alors à employer des capteurs physiologiques (EEG, EMG, ECG, activité électrodermale, rythme cardiaque…) afin de tenter de détecter des marqueurs d’émotions de la part d’un patient qui ne manifeste pas d’émotions apparentes sur son visage, par exemple.

Mots-clés

Emotions, capteurs physiologiques, EEG, EMG, traitement du signal, IHM

Équipe

BCI (Brain Computer-Interface)

Encadrants

José Rouillard, François Cabestaing

Sujet détaillé.

Automatic Synthesis of Self-Healing Android Applications

Résumé

The goal of the internship is to design and implement “self-healing” techniques for Event-Driven frameworks. Given an Android app, we want to automatically synthesize a new version of the app that avoids protocol violations, for example removing some interleavings of events.

Mots-clés

Programming Languages, Software Engineering, Static and Dynamic Analysis

Équipe

Spirals project-team at INRIA Lille

Encadrants

Simon Bliudze and Sergio Mover

Sujet détaillé.

Étude et optimisation du coût énergétique des simulations numériques

Résumé

Ce stage de recherche proposé par les équipes Spirals (CRIStAL / Inria) et OMN (L2EP) cible l'optimisation énergétique de simulations complexes qui requièrent des traitements particulièrement complexes et coûteux. L'objectif du stage consiste donc à diagnostiquer les phases d'une simulation qui consomment particulièrement et étudier des stratégies alternatives pour minimiser la consommation énergétique. Dans un second temps, il s'agira de proposer une modèle énergétique d'une simulation qui permette de prédire la consommation en fonction de ses paramètres d'entrée.

Mots-clés

énergie, cluster, algorithmes de simulation

Équipe

Spirals (CRIStAL / Inria) & OMN (L2EP)

Encadrants

Loïc Chevallier (L2EP), Yvonnick Le Menach (L2EP), Romain Rouvoy (CRIStAL), Lionel Seinturier (CRIStAL)

Sujet détaillé.

A Multi-agent Systems for Agents Negotiating User-optimal Load-balancing

Résumé

The SMAC team and the dicelab carries out research in the field of Artificial Intelligence. This trainee is concerned with the problem of load balancing and task allocation in distributed systems. In this context, the trainee must provide a multi-agent system which optimize both user-centric and system-centric metrics.

Mots-clés

Multi-agent systems, Distributed system, Negotiation, BigData

Équipe

SMAC/IIC/CRIStAL DICE/RHUL

Encadrants

Anne-Cécile CARON Maxime MORGE Jean-Christophe Routier Kostas Stathis

Sujet détaillé.

Introducing compound components in JavaBIP

Résumé

The goal of the project is to introduce compound components in JavaBIP. Indeed, in the original BIP framework, components can be assembled hierarchically to simplify re-use. This feature is missing in JavaBIP.

Mots-clés

components, coordination, Java, interface, compound

Équipe

Spirals project-team at INRIA Lille

Encadrants

Simon Bliudze

Sujet détaillé.

[Stage M2/PFE] Détection et mise en correspondance d'objets dans des images complexes

Résumé

La détection d'objets consiste pour un algorithme à identifier automatiquement la position d'objets dans des images : des personnes, des voitures, du mobilier, etc. Pour réaliser cette tâche, les approches courantes actuellement se basent sur des modèles d'apprentissage profond, qui nécessitent des bases de données d'images annotées de grande taille pour leur entraînement. Dans le contexte visé, ces approches sont caduques car :

  • les images annotées des produits à localiser sont peu nombreuses ;
  • les ensembles d'images dans lesquels les objets doivent être localisés sont très grands, ce qui nécessite des algorithmes de détection rapides. Pour contourner ces inconvénients, deux approches peuvent être envisagées :
  • les méthodes d'apprentissage dites faiblement supervisées, qui nécessitent peu de données;
  • les méthodes de matching, telles que celles employées dans les systèmes de recherche d'images. Cependant, les premières ne sont pas adaptées aux très grandes quantités d'image, tandis que les secondes ne permettent en général pas la localisation précise des objets dans les images.
Mots-clés

détection d'objets, apprentissage, pattern matching, vision par ordinateur

Équipe

Équipe FOX du laboratoire CRIStAL

Encadrants

Irwan Djoehana, José Mennesson, Pierre Tirilly

Sujet détaillé.

Composability & verification of BIP design patterns

Résumé

This internship project focusses on the implementation and extension of the results presented in a recent paper on the verification of BIP design patterns with data.

Mots-clés

architectures, BIP, pNets, SMT

Équipe

Spirals project-team at INRIA Lille

Encadrants

Simon Bliudze

Sujet détaillé.

Towards a Machine Learning Middleware to Support the Decisions of First Responders

Résumé

This internship aims at delivering a middleware solution to support the ingestion of heterogeneous and potentially complex data that are used in crisis scenario to guide the decision of first responders. We will focus on data sources exposed by Remotely Piloted Aircraft System (RPAS), which are drones equipped with a wide variety of sensors. More specifically, we intend to organize these continuously updated data streams as temporal graphs, which will serve as a basis to learn the evolution of the situation and anticipate decisions.

Mots-clés

machine learning, middleware, graph, database

Équipe

Spirals (CRIStAL / Inria)

Encadrants

Romain Rouvoy, Lionel Seinturier

Sujet détaillé.

Vers de meilleures notifications multi-dispositifs

Résumé

Avec les écosystèmes multi-dispositifs, notre interaction devient plus "mobile" et moins attachée à un seul appareil. Le traitement des appels téléphoniques est un exemple typique : lorsque l'utilisateur reçoit un appel téléphonique, tous ses appareils connectés l'avertissent afin qu'elle puisse répondre sur l'appareil qu'elle préfère utiliser dans cette situation spécifique. Plusieurs problèmes sont associés à cette approche relativement naïve. Ce projet consiste à concevoir, mettre en œuvre et évaluer de nouvelles solutions pour propager les notifications dans un environnement multi-dispositifs d'une manière plus adaptée aux besoins des utilisateurs.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine, IHM, interaction multi-dispositifs, notifications

Équipe

Loki

Encadrants

Sylvain Malacria

Sujet détaillé.

Étude de la capacité humaine à annuler une action motrice planifiée sur dispositifs tactiles

Résumé

Les “interférences d'interaction” sont une famille de problèmes d'utilisabilité définies par un changement soudain et inattendu dans une interface, qui survient au moment où l'utilisateur était sur le point d'effectuer une action et trop tard pour qu'il/elle puisse l'interrompre, ce qui peut causer des effets allant de la frustration à la perte de données. Par exemple, un utilisateur est sur le point de cliquer sur un lien hypertexte sur son téléphone, mais juste avant le ‘tap’ une fenêtre pop-up apparait au-dessus du lien et l'utilisateur ne parvient pas à interrompre son geste, entrainant l'ouverture d'une page non-souhaitée et possiblement malfaisante. Bien qu'assez fréquente, il n'existe pas à ce jour de caractérisation précise ni de solutions techniques à cette famille de problèmes.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine, IHM, instantanéité

Équipe

Loki

Encadrants

Mathieu Nancel, Sylvain Malacria et Géry Casiez

Sujet détaillé.

Conception, implémentation et évaluation d'interfaces utilisateurs découvrables

Résumé

Les systèmes interactifs modernes reposent sur des paradigmes d'interaction peu “découvrables". Par conséquent, les utilisateurs ont tendance à se limiter en utilisant des stratégies sous-optimales, simplement parce qu'ils ne sont pas conscients de toutes les interactions disponibles. Ce stage de master examinera comment les interfaces graphiques utilisateur (GUI) des systèmes interactifs modernes peuvent être repensées pour faciliter la découverte de leurs méthodes d'interaction (les actions qui peuvent être utilisées pour communiquer avec le système) et des opérations correspondantes (commandes et fonctionnalités associées à ces interactions).

Mots-clés

Interaction Homme-Machine, IHM, interfaces decouvrables, interaction gestuelle, réalité augmentée

Équipe

Loki

Encadrants

Sylvain Malacria et Géry Casiez

Sujet détaillé.

Comparaison de la performance des raccourcis clavier et gestuels lors de tâches réalistes

Résumé

Sélectionner une commande peut généralement être effectué à l’aide de deux méthodes : soit en naviguant dans des hiérarchies (généralement les barres de menu) pour cliquer sur la commande cible, soit en utilisant un raccourci dédié (généralement un clavier ou des raccourcis gestuels) qui permet une sélection plus rapide des commandes mais exige de l'utilisateur la mémorisation préalable des commandes. Bien que certaines études aient été menées pour comparer les mécanismes de raccourcis dans des contextes abstraits, les performances des utilisateurs avec ces mécanismes restent floues car des tâches plus réalistes introduisent divers facteurs susceptibles d'influencer les performances des utilisateurs avec des raccourcis. Ce projet consiste à concevoir et réaliser des expériences utilisateurs comparant les performances de différents mécanismes de raccourcis de commandes dans des tâches et contextes réalistes.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine, IHM, selection de commande, interaction gestuelle, raccourcis clavier

Équipe

Loki

Encadrants

Sylvain Malacria et Gilles Bailly

Sujet détaillé.

Migration de langage de programmation

Résumé

L'application Carmel de calcul scientifique a été développée dans les laboratoires de recherche de Lille en collaboration avec les équipes de EDF. Cette application a connu de nombreuses évolutions au fil du temps du fait de son succès en recherche et pour résoudre des problèmes concret dans l'industrie. Les équipes de développement ressentent maintenant la nécessité de moderniser l'application, entre autre en réorganisant le code (Fortran) pour éventuellement utiliser un paradigme de programmation Orienté à Objets (C++).

La connaissance de Fortran ou C++ n'est pas nécessaire pour le stage qui consistera à adapter les outils d'analyse logiciel Moose pour pouvoir analyser l'application Carmel.

Mots-clés

programmation, manipulation de programme,

Équipe

RMod

Encadrants

Nicolas Anquetil, Frédéric Guyomarch, Anne Etien

Sujet détaillé.

Modélisation des mouvements de l'utilisateur pour l'optimisation de fonctions d'accélération sur la souris et le touchpad

Résumé

Ce projet consiste en l'exploration des modèles dynamiques de la littérature en sciences du mouvement et en neurosciences, afin d'en valider l'applicabilité pour la conception automatique ou semi-automatique de fonctions d'accélération pour la souris ou le touchpad. Ces résultats permettront de définir des méthodes de conception de fonctions d'accélération plus efficaces pour des usages grand public (fonctions par défaut dans les OS, accélération adaptée pour une personne ou une tâche donnée), des usages avancés (gaming, art), ou encore pour l'aide aux handicaps moteurs.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine, IHM, fonctions d'accélération, modèles psychomoteurs, optimisation, souris, touchpad

Équipe

Loki

Encadrants

Mathieu Nancel

Sujet détaillé.

Méthodes de pré­- et post-­traitement la prédiction de mouvements d'entrée

Résumé

Le projet va consister en l'exploration et l'évaluation de méthodes logicielles pour améliorer les algorithmes existants de prédiction des mouvements d'entrée de l'utilisateur, par exemple les mouvements du doigt sur une surface tactile.

Les tâches du candidat incluront, en collaboration avec les chercheurs impliqués :

  • implémentation de méthodes de pré­et post­traitement (certaines le sont déjà),
  • implémentation de plateformes de tests adéquates pour leur évaluation avec des utilisateurs réels,
  • conception, conduite et analyse de benchmarks et d'expériences contrôlées pour évaluer des combinaisons de méthodes de prédiction en temps réel.

Les conclusions de ce projet seront soumises à un journal de premier plan en IHM.

Mots-clés

Interaction Homme-Machine, IHM, latence, prédiction

Équipe

Loki

Encadrants

Mathieu Nancel et Géry Casiez

Sujet détaillé.

Développement d’un GUI Builder pour l’aide à la migration d’applications GWT vers Angular.

Résumé

Dans le cadre de l’évolution de ses solutions applicatives, Berger-Levrault a décidé de changer le langage d’implémentation de ses logiciels. Pour cela, l’entreprise développe une solution permettant la migration automatique de code GWT vers Angular. L’objectif de ce stage consiste à créer un GUI Builder permettant d’améliorer les résultats de la migration et qui sera utilisé pour la conception des futures applications.

Mots-clés

Programmation OO, interface graphique, rétro-ingénierie de programmes

Équipe

RMod

Encadrants

Nicolas Anquetil, Benoit Verhaeghe, Anne Etien

Sujet détaillé.

Identifying and removing dead code brought by web package managers

Résumé

Code reuse is a largely adopted practice among developers because of its convenience. Thanks to package managers like npm or yarn, a developer can import a load of new functions by executing a single command. However, as seen by analyzing popular applications, the immediate consequence is that it results in an incredible number of unused lines of code from external packages. The attack surface is then unnecessarily large as these lines could be safely removed without impacting the way the application works.

In this internship, the student will first develop new ways to identify and quantify the amount of dead code brought by package managers in web applications. In a second part, the student will develop a tool to remove these lines to mitigate the risks of using external packages.

Mots-clés

software debloating, package managers

Équipe

Spirals

Encadrants

Pierre Laperdrix(https://plaperdr.github.io/), Romain Rouvoy(http://romain.rouvoy.fr/)

Sujet détaillé.

Automatic discovery of browser fingerprinting attributes

Résumé

Users are presented with an ever-increasing number of choices to connect to the Internet. From desktops, laptops, tablets and smartphones, anyone can find the device that best suits their needs while factoring mobility, size or processing power. However, the diversity of modern devices is so great today that it opened the door to a technique called browser fingerprinting. By collecting a set of information related to a user’s device (browser, operating system and hardware), any third-party can build a fingerprint of the device and use it to track an individual online. Over the years, new fingerprinting methods have been found through manual analysis but there is a need for methods that can discover differences between methods automatically.

In this internship, the student will work on extending the work done by Scharwz et al. to discover new methods that could be used for fingerprinting, especially by triggering functions that require parameters. Then, in a second part, the student will evaluate her new methods against a wide variety of web browsers to identify potential privacy-intrusive information.

Mots-clés

browser fingerprinting

Équipe

Spirals

Encadrants

Pierre Laperdrix(https://plaperdr.github.io/), Romain Rouvoy(http://romain.rouvoy.fr/)

Sujet détaillé.

Removing information used for browser fingerprinting and quantifying its impact on page breakage

Résumé

Users are presented with an ever-increasing number of choices to connect to the Internet. From desktops, laptops, tablets and smartphones, anyone can find the device that best suits their needs while factoring mobility, size or processing power. However, the diversity of modern devices is so great today that it opened the door to a technique called browser fingerprinting. By collecting a set of information related to a user’s device (browser, operating system and hardware), any third-party can build a fingerprint of the device and use it to track an individual online. One technique to protect against fingerprinting is to remove identifying information so that a tracker cannot uniquely identify a device on the web.

In this internship, the student will investigate how much identifiable information can be removed from a web browser without breaking web pages. By crawling webpages and removing some APIs, the student will be able to assess how important some of these information are for browsing and if they can safely be removed without impacting usability.

Mots-clés

browser fingerprinting

Équipe

Spirals

Encadrants

Pierre Laperdrix(https://plaperdr.github.io/), Romain Rouvoy(http://romain.rouvoy.fr/)

Sujet détaillé.

Measuring haptic latency and visuo-haptic synchronization

Résumé

End-to-end latency, measured as the time elapsed between a user action on an input device and the update of visual, auditory or haptic information is known to deteriorate user perception and performance. The synchronization between visual and haptic feedback is also known to be important for perception. While tools are now available to measure and determine the origin of latency on visual displays, a lot remains to be done for haptic actuators. In previous work, we designed a latency measurement tool, and used it to measure the latency of visual interfaces. Our results showed that with a minimal application, most of the latency comes from the visual rendering pipeline.

While visual systems are designed to run at 60Hz, haptic systems can run at much higher frequencies up to 1000Hz. This means the bottleneck of haptic interfaces might be different from visual interfaces. There might also be large differences between different kind of haptic actuators, some of them being designed to be highly responsive. Moreover, the perception of temporal parameters of haptic stimulations is different than for visual stimulations. We foresee influences on the perception of latency between haptic and visual interfaces.

Mots-clés

ihm, latence, haptique, eélectronique

Équipe

LOKI

Encadrants

Thomas Pietrzak, Géry Casiez, and Oliver Schneider

Sujet détaillé.

Évaluation et étude de faisabilité d'une solution multi-sauts basée sur la technologie sans fil Weightless-P

Résumé

Weightless-P est un standard de communication sans fil récent. Ce stage consiste à se familiariser avec la technologie qui en découle, dans le but d'en étudier les performances dans un premier temps. Il s'agira ensuite dans un second temps d'étudier la faisabilité de la mise en place d'un réseau dit "multi-sauts" basé sur cette technologie.

Mots-clés

Weightless, LPWAN, multi-sauts, expérimentation

Équipe

Self-Organizing Future Ubiquitous Networks (FUN)

Encadrants

Brandon Foubert, doctorant
Nathalie Mitton, directrice de recherche

Sujet détaillé.

Energy consumption in ML

Résumé

This internship proposal aims at studying the energy footprint of machine learning (ML) algorithms and identify relevant levers that could be considered to drastically reduce the impact of ML on the global carbon emission of ICT.

Mots-clés

machine learning, energy consumption

Équipe

Spirals & Magnet (CRIStAL / Inria)

Encadrants

Aurélien Bellet, Romain Rouvoy, Marc Tommasi

Sujet détaillé.

Text selection tool for scanned handwritten documents

Résumé

This internship is part of a larger project which aims at designing helping tools for transcribing ancient documents. This tool will genuinely combine interactive and automatic methods. Indeed, automatic methods such as machine learning are not sufficient, first of all because they require a hand-made knowledge database. Second, the user must keep the control on ambiguities management. Third, we would like users to gain skills, which will only be possible if the user has an active role.

We are interested in designing, developing and evaluating an interactive text selection tool for scanned handwritten documents. Classical selection tools such as free forms and various magic wands are not adapted. Our approach is a selection brush with 4 degrees of freedom: x-y position, brightness threshold and selection size. Our first investigations are promising, but we still have to evaluate it with a controlled experiment. The mapping of 4 degrees of freedom is complicated with a keyboard + mouse/touchpad settings. We will investigate a pen + touch setting on a tablet.

Mots-clés

ihm, généalogie, sélection, tablette, interaction

Équipe

LOKI

Encadrants

Thomas Pietrzak, Sylvain Malacria et Stéphane Huot

Sujet détaillé.

Annotation tool for scanned handwritten documents

Résumé

This internship is part of a larger project which aims at designing helping tools for transcribing ancient documents. This tool will genuinely combine interactive and automatic methods. Indeed, automatic methods such as machine learning are not sufficient, first of all because they require a hand-made knowledge database. Second, the user must keep the control on ambiguities management. Third, we would like users to gain skills, which will only be possible if the user has an active role.

Documents such as civic or church records follow typical structures, with typical pieces of information: places, names, dates, occupations, relationships… While transcribing a document, a researcher can identify the type of information of a word, without being able to understand the word itself. We would like users to be able to specify such information with an annotation tool. Annotation tools are used to link or add pieces of information to an existing document.

We propose to design, implement and evaluate a tag-based annotation tool. Tags have several advantages: they are non-hierarchical, and multiple tags can be attached to a single item. The system will feature different visualization techniques to highlight the structure of the document, and the progress of transcription. Thanks to these techniques, the researcher will be able to identify words with glossaries, or with machine learning techniques. These techniques will most likely be more efficient with knowledge about the context.

Mots-clés

ihm, généalogie, annotation, interaction

Équipe

LOKI

Encadrants

Thomas Pietrzak and Stéphane Huot

Sujet détaillé.

Calcul de plongement topologiques pour des documents structurés

Résumé

Les algorithmes qui sous-tendent les tâches d'extraction et de classification des données non structurées reposent plutôt sur des méthodes statistiques. L'usage massif des techniques d'apprentissage repose sur une utilisation intensive de ces algorithmes. L'une des étapes, utilisée notamment dans le traitement de données textuelles, consistent à calculer des plongements topologiques (voir WordToVec). Il s'agit de représenter les vocabulaires dans des espaces topologiques. L'objectif est d'obtenir une représentation du sens des mots par le fait que la distance entre mots dans les espaces topologiques représente la proximité sémantique.

Dans le cadre de ce projet, nous proposons dans un premier temps d'étudier les méthodes permettant de calculer des plongements topologiques de données (structurées ou non). Dans un second temps, d'étudier comment la topologie calculée peut aider à l'optimisation de requêtes sur des données structurées.

Mots-clés

Base de données, documents, requêtes, fouilles de données

Équipe

Links

Encadrants

Charles Paperman, Sylvain Salvati

Sujet détaillé.

Analyse inter-tâche dans le calcul de pire temps d'exécution

Résumé

Les systèmes temps-réel critiques sont constitués de tâches soumises à des contraintes temporelles, qui doivent être respectées sous peine de conséquences catastrophiques. Pour s'assurer du respect de ces contraintes, il est nécessaire de connaitre le pire temps d'exécution (WCET[1] - Worst Case Execution Time) de chaque tâche.

Le comportement de la mémoire cache est un facteur important dans le temps d'exécution d'une tâche, et doit donc être pris en compte dans le calcul de WCET.

Ce projet vise à faire participer l'étudiant au développement d'un analyseur qui a pour but de prédire le comportement du cache d'une tâche. L'étudiant travaillera dans un projet OpenSource existant appelé OTAWA[2,3], et sera guidé par une approche documentée dans des publications scientifiques existantes[4,5].

Mots-clés

temps-réel, analyse statique, pire temps d'exécution (WCET)

Équipe

EMERAUDE

Encadrants

Clément Ballabriga

Sujet détaillé.

Génération automatique de programmes temps réel

Résumé

Un système temps réel est constitué d'un ensemble de tâches concurrentes soumises à des contraintes temporelles (échéances imposées). L'objectif de ce stage est de développer un outil de génération automatique de programmes temps réel Prelude [1]. Prelude est un langage destiné à la programmation de systèmes temps réel, appartenant à la famille des langages synchrones [2], et permettant de décrire un système temps réel avec un haut niveau d'abstraction. L'outil développé devra respecter la syntaxe du langage Prelude, mais aussi générer aléatoirement les contraintes temps réel, à savoir principalement les contraintes de périodicité, les dépendances et échanges de données entre tâches.

Mots-clés

temps réel, génération de code

Équipe

Emeraude

Encadrants

Julien Forget, Frédéric Fort

Sujet détaillé.

Calcul paramétrique de pire temps d'exécution

Résumé

Les systèmes temps-réel critiques sont constitués de tâches soumises à des contraintes temporelles, qui doivent être respectées sous peine de conséquences catastrophiques. Pour s'assurer du respect de ces contraintes, il est nécessaire de connaitre le pire temps d'exécution (WCET[1] - Worst Case Execution Time) de chaque tâche. Dans les systèmes critiques, le WCET est généralement calculé par analyse statique. Cette analyse produit un WCET sous forme d'une constante. Toutefois, il serait intéressant de calculer un WCET sous forme d'une formule, dépendant de paramètres. Ceci aurait des importants avantages, tels que le support de calcul de WCET modulaire, la réutilisation du code de bibliothèques ou d'appel systemes, ainsi que le support de systèmes adaptatifs.

L'outil OTAWA[2,3] est un framework OpenSource de calcul de WCET par analyse statique, qui permet de calculer un WCET sous la forme d'une constante. En s'appuyant sur des méthodes décrites dans des publications scientifiques[5], l'étudiant réalisera l'implémentation d'une approche de calcul de WCET paramétrique.

Mots-clés

temps-réel, analyse statique, pire temps d'exécution (WCET), paramétrique

Équipe

EMERAUDE

Encadrants

Clément Ballabriga

Sujet détaillé.

Stages ailleurs

Pensez aussi au fait qu’il y a plusieurs universités pas très loin : dans la région, juste de l’autre coté de la frontière belge, etc.