Doctorat en Robotique - Nantes, France - CNRS

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Entreprise vérifiée

Nantes, France

il y a 2 semaines

Posté par:

Sophie Dupont

beBee Recruiter

Description

Cette offre est disponible dans les langues suivantes:

- Français
- Anglais

Date Limite Candidature : mardi 9 mai 2023

**Informations générales**:
**Intitulé de l'offre **:Doctorat en robotique (H/F) : Etude de l'équilibre postural des oiseaux**
Référence : UMR6004-CHRWEN-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : NANTES
Date de publication : mardi 18 avril 2023
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel
Section(s) CN : Sciences de l'information : traitements, systèmes intégrés matériel-logiciel, robots, commandes, images, contenus, interactions, signaux et langues

**Description du sujet de thèse**:

- Comprendre les réponses structurelles sélectionnées au cours de l'évolution des animaux et en extraire des principes transposables pour des solutions innovantes est la base d'une collaboration entre roboticiens et biologistes. Les questions fondamentales abordées dans ce sujet de thèse sont comment les tenségrités sont elles utilisées dans les systèmes biologiques et comment les structures de ces systèmes biologiques peuvent elles être transférées pour des systèmes technologiques innovants plus performants, économiques en énergie comme en matériaux. Les tenségrités sont des structures mécaniques autocontraintes composées d'éléments rigides en compression (barres) et d'éléments en tension (câbles ou ressorts).
- Les bipédies avienne et humaine sont très différentes, celle des humains est redressée, celle des oiseaux est fléchie. La bipédie humaine est principalement dynamique. Immobiles, nous avons tendances à prendre un autre appui ou à nous asseoir. La bipédie des oiseaux est dynamique ET posturale. Immobiles, les oiseaux restent debout. Les flamants roses dorment en appui sur une seule jambe.
- Le but du projet est de comprendre les caractéristiques mécaniques de l'équilibre postural avien considéré comme une tenségrité et de les appliquer au prototypage d'une plateforme de robot bipède. L 'objectif à terme est de proposer des systèmes bipèdes plus stables que les robots humanoïdes actuels.
- L'objectif de la thèse est d'aborder les différents aspects suivants:
- Construction d'un modèle planaire d'une patte inspirée des oiseaux avec une modélisation des muscles et tendons principaux par des câbles élastiques pour avoir un équilibre postural passif ;
- Etude de la réponse passive du système mécanique planaire muni de câbles élastiques face à des perturbations et comparaison avec le comportement observé d'oiseaux ;
- Etude de l'influence de paramètres morphologiques sur cette réponse ; ici l'objet sera de déterminer les conditions suffisantes pour assurer la stabilité posturale. Contrairement aux études de robotique classique, où l'objectif est d'avoir une solution, on cherchera l'ensemble des solutions possibles en exploitant les morphologies retenues par l'évolution des oiseaux.
- Conception (dont le choix des paramètres morphologiques) d'un système mécanique planaire à une

patte et expérimentations ;- Construction d'un modèle 3D avec deux pattes inspiré des oiseaux pour avoir un équilibre postural

passif ;- Etude de la réponse à des perturbations ;
- Conception d'un système mécanique en 3D de 2 pattes et expérimentations ;
- Choix d'une motorisation pour améliorer les réponses aux perturbations en s'appuyant sur un retour vestibulaire (IMU)

Bien que l'objectif principal de la thèse soit l'équilibre postural, il est attendu qu'une conception adaptée permette aussi d'avoir un meilleur équilibre lors de la marche qui pourra être abordée en fin de thèse. Le modèle bio-inspiré met l'accent sur la réduction de la consommation énergétique par l'auto-stabilité posturale du système et la minimisation des masses en mouvement. Les oiseaux ont des pattes très fines, ce qui favorise aussi la marche car les masses déplacées sont très faibles.**Contexte de travail**:
Ce travail de thèse est inclut dans un projet financé par la MITI (Mission pour les Initiatives Transverses et Interdisciplinaire) pour une collaboration entre biologistes (MNHN) et roboticien (LS2N).

Dans le contexte des recherches en bio-inspiration, la méthode utilisée dans cette thèse est originale puisqu'elle utilise un dialogue interdisciplinaire plutôt qu'un transfert de connaissances de la biologie vers la technologie.
Nous poursuivrons des allers-retours entre biologie et robotique, entre des données empiriques et des modélisations, pour comprendre l'équilibre postural des oiseaux. D'une part, les hypothèses biologiques seront confrontées à une modélisation mécanique/robotique. D'autre part des hypothèses de conception mécanique seront confrontées à des mesures de caractéristiques biologiques ou des enregistrements de comportements des animaux. Un doctor