Equipe : Interaction homme-système & Réalité Virtuelle/Augmentée (IRVA)
Sujet 1 : Segmentation et visualisation 3D en réalité augmentée : vers une application pour les tumeurs du cerveau
  • Nom et Prénom du promoteur : Mr. Mohamed Amine GUERROUDJI, Mme Nadia ZENATI
  • Descriptif du projet :

La réalité augmentée (AR) est un domaine en plein essor touchant à plusieurs disciplines. Cette thématique, qui permette de recréer des environnements virtuels 3D où l’homme peut interagir, sont utilisées pour des applications aussi variées que la médecine, l’aide au diagnostic,…etc.

En Réalité Augmentée, l’interaction 3D est la composante motrice de tout système interactif. Par le biais de l’interaction 3D l’Homme peut accomplir des tâches dans un environnement virtuel en utilisant des techniques spécifiques. Ces techniques sont souvent mono-tâches (ou mono-utilisateurs) et s’appuient sur l’utilisation de matériel spécialisé.

L’imagerie médicale est certainement l’un des domaines de la médecine qui a connu une véritable révolution pendant ces vingt dernières années. Ces récentes découvertes permettent non seulement un meilleur diagnostic mais offrent aussi de nouveaux espoirs de traitement pour de nombreuses maladies telles que le cancer du cerveau.

  • Objectif du projet :

L’objectif de ce travail de fin d’études est de mettre en place un système de réalité augmentée (RA) pour la détection, la localisation et la visualisation des tumeurs du cerveau.

Nous développons une méthode robuste et précise de segmentation d’une large classe tumeurs des images IRM, dans le but de fournir des informations utiles aux praticiens, pour le diagnostic et la prise en charge thérapeutique.

  • Qualifications :

D’études Ingéniorat/ Master II en informatique

  • Matériel utilisé :

Matlab, python, 3D Slicer, vuforia unity, Casque de réalité augmentée (HoloLens).

  • Contact :

mguerroudji@cdta.dz, ma.guerroudji@yahoo.com

nzenati@cdta.dz

  • Plan de travail :

Le travail de l’étudiant est partagé en plusieurs phases :

  1. Effectuer une étude bibliographique sur les tumeurs cérébrales, leurs caractéristiques et leurs classifications.
  2. Identifier les techniques basées réalité augmentée utilisés pour les systèmes d’aide au diagnostic pour la détection des tumeurs du cerveau.
  3. Proposer une approche basée réalité augmentée utilisées pour les systèmes d’aide au diagnostic pour la détection des tumeurs cérébrales.
  • La première phase de cette approche consiste à mettre en place une application basée sur une technique de segmentation et la détection des tumeurs cérébrales à l’aide de l’algorithme proposé.
  • La deuxième phase consiste à représenter un système de réalité augmentée (RA) pour une meilleure visualisation des tumeurs cérébrales en 3D.
  1. Tests et expérimentations.
Sujet 2 : Conception et modélisation d’un Système de réalité virtuelle pour une application en chirurgie mini-invasive : (cas d’ablation des tumeurs)
  • Nom et Prénom du promoteur : D. Aouam & N. Zenati
  • Descriptif du projet :

La chirurgie mini-invasive connait grand essor en raison de nombreux avantages qu’elle offre pour les praticiens ainsi que pour les patients tels que la diminution des risques d’infection et la réduction du temps de rétablissement. .

Néanmoins, cette technique souffre de manque de visibilité car le praticien n’a pas de vision sur la masse de l’organe dû au manque d’incision.  Le chirurgien est appelé à insérer la seringue à plusieurs reprises pour qu’il puisse atteindre sa cible. De plus,   il doit faire appel à l’imagerie  échographique ou IRM pour vérifier le positionnement de la seringue.

Afin que le chirurgien puisse perfectionner son geste il doit s’exercer. Cependant, tous les chirurgiens n’ont pas le privilège d’être dans un bloc opératoire. De ce fait, les professionnels de la santé recommandent fortement l’utilisation de la réalité virtuelle (RV) comme support de formation vu les avantages que cette technologie offre. . De plus cette méthode est moins couteuse et le chirurgien peut faire sa formation à tout moment sans être conditionné à un temps précis ni présence dans une salle de cours classique. 

  • Objectif du projet :

Mettre en place un système immersif et interactif basé sur la réalité virtuelle qui sera utilisé comme support de formation au geste chirurgicale dans le cas d’ablation de tumeurs en chirurgie mini invasive.

  • Qualifications :

Etudiants informaticien de formation.

  • Matériel utilisé :
  • Casques de Réalité virtuelle ( HTC Vive, OCULUS,…)
  • PC ou station de travail dotée d’une carte graphique adéquate pour le fonctionnement correct du casque (GTX 1080i min, RTX 2060TI et plus…) et une RAM de 16 Go au minimum.
  • Contact :

daouam@cdta.dz

Nzenati@cdta.dz

  • Plan de travail :
  • Une recherche bibliographique sur les Systèmes de réalité virtuelle en chirurgie mini-invasive
  • Conception et modélisation du système.
  • Test et mise en œuvre.
  • Evaluation du système.
  • Quelques références bibliographiques :
  • Therese Gunn, Lee Jones,  Pete Bridge,  Pam Rowntree,  and Lisa Nissen.The use of virtual reality simulation to improve technical skill in the un-dergraduate medical imaging student.Interactive Learning Environments,26(5):613–620, 2018.
  • Hsiu-Mei Huang, Shu-Sheng Liaw, and Chung-Min Lai. Exploring learneracceptance of the use of virtual reality in medical education:  a case studyof desktop and projection-based display systems.Interactive Learning En-vironments, 24(1):3–19, 2016.
  • Rishad Khan,  Joanne  Plahouras,  Bradley  C  Johnston,  Michael  A  Scaf-fidi, Samir C Grover, and Catharine M Walsh.  Virtual reality simulationtraining in endoscopy:  a cochrane review and meta-analysis.Endoscopy,51(07):653–664, 2019
  • Seyedkoosha Mirhosseini, Ievgeniia Gutenko, Sushant Ojal, Joseph Marino,and Arie Kaufman. Immersive virtual colonoscopy.IEEE transactions onvisualization and computer graphics, 25(5):2011–2021, 2019.
  • Jose Luis   Rubio-Tamayo,  Manuel   Gertrudix   Barrio,   and   FranciscoGarc ́ıa  Garc ́ı   Immersive environments  and  virtual  reality:  Systematicreview and advances in communication, interaction and simulation.Multi-modal Technologies and Interaction, 1(4):21, 2017
  • QIAN, Kun, BAI, Junxuan, YANG, Xiaosong, et al. Virtual reality based laparoscopic surgery simulation. In: Proceedings of the 21st ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology. 2015. p. 69-78.
Sujet 3 : Vers un Système de réalité augmentée pour l’assistance à la chirurgie mini-invasive ( cas de l’ ablation des tumeurs osseuses)
  • Nom et Prénom du promoteur : AOUAM Djamel ; Nadia ZENATI
  • Descriptif du projet :

La chirurgie mini-invasive connait grand essor en raison de nombreux avantages qu’elle offre pour les praticiens ainsi que pour les patients tels que la diminution des risques d’infection et la réduction du temps de rétablissement. .

Néanmoins, cette technique souffre de manque de visibilité car le praticien n’a pas de vision sur la masse de l’organe dû au manque d’incision.  Le chirurgien est appelé à insérer la seringue à plusieurs reprises pour qu’il puisse atteindre sa cible. De plus,   il doit faire appel à l’imagerie échographique ou IRM pour vérifier le positionnement de la seringue par rapport à la cible.

Plusieurs méthodes et techniques ont été mises en place pour offrir une assistance visuelle ou sonore afin de guider le chirurgien pour avoir plus de précision et un gain de temps qui sont deux facteurs majeurs pour une telle pratique.

L’Utilisation de la Réalité augmentée   est d’une grande utilité avec les avantages que cette technologie offre mais y’a toujours des problèmes à remédier pour perfectionner le geste chirurgical et offrir une assistance plus précise pour le chirurgien et une bonne perception des choses.

  • Objectif du projet :

Mettre en place un système de réalité augmentée pour une assistance à temps réel pour une tâche procédurale lors d’une opération chirurgicale.

  • Qualifications :

Etudiants informaticiens

  • Matériel utilisé :

Casque de réalité augmentée (HoloLens, Vuzix…)

Dispositifs mobiles (tablette, smartphone…)

Webcam

Pc doté d’un RAM de 16 Go

  • Contact :

Daoum@cdta.dz

Nzenati@cdta.dz 

  • Plan de travail :
  • Une recherche bibliographique sur les systèmes de réalité augmentée pour l’assistance à la chirurgie mini-invasive
  • Choix des équipements et les techniques utilisés dans la pratique chirurgicale à l’aide de la réalité augmentée
  • Conception et modélisation du système (ARBTA Augmented reality bone tumor ablation )
  • Test et mise en œuvre
  • Evaluation du système 
  • Quelques références bibliographiques :
  • MEWES, Andre, HENSEN, Bennet, WACKER, Frank, et al. Touchless interaction with software in interventional radiology and surgery: a systematic literature review. International journal of computer assisted radiology and surgery, 2017, vol. 12, no 2, p. 291-305.
  • BIFULCO, Paolo, NARDUCCI, Fabio, VERTUCCI, Raffaele, et al. Telemedicine supported by Augmented Reality: an interactive guide for untrained people in performing an ECG test. Biomedical engineering online, 2014, vol. 13, no 1, p. 1-16.
  • CARBONE, Marina, CONDINO, Sara, CUTOLO, Fabrizio, et al. Proof of concept: wearable augmented reality video see-through display for neuro-endoscopy. In : International Conference on Augmented Reality, Virtual Reality and Computer Graphics. Springer, Cham, 2018. p. 95-104.
  • CUTOLO, Fabrizio, CARBONE, Marina, PARCHI, Paolo D., et al. Application of a new wearable augmented reality video see-through display to aid percutaneous procedures in spine surgery. In : International Conference on Augmented Reality, Virtual Reality and Computer Graphics. Springer, Cham, 2016. p. 43-54.
  • CHAUVET, Pauline, COLLINS, Toby, DEBIZE, Clement, et al. Augmented reality in a tumor resection model. Surgical endoscopy, 2018, vol. 32, no 3, p. 1192-1201.
  • ZHAO, Jie, XU, Ming, ZHENG, Kai, et al. Limb salvage surgery with joint preservation for malignant humeral bone tumors: operative procedures and clinical application. BMC surgery, 2019, vol. 19, no 1, p. 1-9.
Sujet 4 : Développement d’un système d’interaction 3D en Réalité virtuelle avec un retour haptique variable
  • Nom et Prénom du promoteur : Samir BENBELKACEM et Nadia ZENATI-HENDA  
  • Descriptif du projet :

Afin de saisir et manipuler des objets dans un environnement réel, les humains se fient à la pression de contact du bout des doigts et à la rétroaction kinesthésique des positions des doigts pour déterminer les propriétés proprioceptives de l’objet saisi et manipulé. Afin d’élaborer des interfaces 3D qui peuvent fournir une expérience de préhension réaliste, nous devons prendre en charge ces modalités et produire des sensations similaires sur les mains d’un utilisateur. Les systèmes actuels de réalité virtuelle (RV) peuvent restituer visuellement des objets 3D réalistes, mais la plupart n’ont pas la capacité de fournir une rétroaction environnementale et des sensations réalistes.

Dans le contexte de la réalité virtuelle (RV), les dispositifs de rétroaction haptique doivent être plus compacts, légers et mobiles. Cependant, il reste difficile de réaliser ces retours vu les difficultés de miniaturisation. Quelques dispositifs haptiques portables ont été développés pour fournir aux utilisateurs des environnements interactifs et immersifs en RV. Bien que ces appareils fournissent un retour haptique, cela reste un défi. Bien qu’il existe des contraintes contradictoires de mobilité et de performances, un équipement haptique efficace serait un appareil mobile compact, sécurisé et léger ayant la capacité de fournir les forces nécessaires (concept de l’haptique variable).

  • Objectif du projet :

L’objectif de ce projet est de proposer un prototype de retour haptique variable pour la manipulation en RV. Dans ce cas, la variation de la puissance haptiques permettra d’avoir des sensations tels que le poids, la rugosité, etc. Le prototype développé pourrait être utilisé pour une application d’espace partagé et collaboratif par la suite.

  • Qualifications :

Informatique et électronique.

  • Matériel utilisé :
  • Composants haptiques
  • Contact :

Email : sbenbelkacem@cdta.dz

  • Plan de travail :

Le travail des étudiants sera réparti sur les tâches suivantes :

  1. Effectuer une étude bibliographique des différents systèmes de rétroaction haptique pour la préhension et la manipulation, existants en réalité virtuelle.
  2. Modéliser et concevoir un système de préhension en intégrant le phénomène haptique variable dans un environnement virtuel.
  3. Concevoir un environnement virtuel avec rendu haptique variable.
  4. Réalisez un prototype de retour haptique portable basé sur la préhension pour la réalité virtuelle.
  5. Réaliser l’expérimentation sur l’environnement virtuel conçu.
Sujet 5 : Réalisation d’un système collaborative pour le partage et la manipulation de données 3D en réalité virtuelle
  • Nom et Prénom du promoteur : Samir BENBELKACEM et Nadia ZENATI-HENDA 
  • Descriptif du projet :

Le but principal de ce projet est de fournir une mini-plate-forme distribuée et coopérative permettant à des utilisateurs de partager une scène 3D sur plusieurs supports de configurations différentes (Tablette, Casque de visualisation, smartphone, etc.).

De point de vue application, nous envisageons d’utiliser la mini-plateforme développée afin de permettre à des médecins de coopérer afin d’effectuer un diagnostic sur une pathologie (décrite dans un environnement de réalité virtuelle). Ainsi, chaque médecin peut être doté un support de visualisation dédié et peuvent partager des données 3D sur la pathologie en question.

De ce fait, on s’intéresse d’une part à la réalisation d’une architecture de communication distribuée, coopérative intégrant un ensemble de modules constituant le système d’information. D’autre part, de concevoir une représentation ergonomique, orientée utilisateur des différentes interfaces 3D dédiées.

  • Objectif du projet :

L’objectif de travail des étudiants est de concevoir un module de communication et des packages d’interfaces 3D associée à chaque support de visualisation.

  • Qualifications :

Informatique.

  • Matériel utilisé :

Casques de visualisation,

Tablettes,

Mini-plateforme de Réalité Virtuelle

  • Contact :

Email : sbenbelkacem@cdta.dz

  • Plan de travail :
  • Effectuer une étude bibliographique sur les systèmes collaboratifs 3D,
  • Proposer une architecture distribuée coopérative distribuée et coopérative permettant à des utilisateurs de partager une scène 3D. Cette architecture devra prendre en considération l’hétérogénéité des nœuds communiquant.
  • Implémentation de la solution proposée.
Sujet 6 : Fusion de données squelettiques pour l’analyse de la marche
  • Nom et Prénom du promoteur : Dr. Djekoune A. Oualid.
  • Descriptif du projet :

A traves ce sujet, nous cherchons à comprendre et à interpréter au mieux le mouvement humain dans le cas des personnes malades ou handicapées. En utilisant un ensemble de capteurs Kinect, nous essayons de reconnaissance le squelette par modélisation numérique du corps d’un patient en mouvement et de l’analyser pour détecter d’éventuelles anomalies de la marche suite à une atteinte neurologique (ou autres). Les données goniométriques des différentes articulations des membres inférieurs du patient seront mesurées puis stockées dans une base de données puis traitées et comparées par rapport à celles de la marche normale.

  • Objectifs du projet :

– Utiliser le système existant basé sur une architecture Client/Serveur et composé d’une part d’un module d’acquisition et de prétraitement des données squelettiques récoltées de chaque Kinect du réseau de capteurs, et d’autre part, d’un module de fusion des données squelettiques pour reconstruire la posture du sujet humain à chaque frame et de reproduire ses mouvements par une animation d’un avatar dans un monde virtuel.

– Résoudre le problème de calibrage du module “fusion des données squelettiques”,

– Prétraitement des données squelettiques fusionnées pour une analyse de la marche du patient.

  • Qualifications :

– Etudiants master II, informatique.

  • Matériel utilisé :

Un réseau des capteurs composé d’un minimum de deux PC connectés à deux capteurs Kinect.

  • Contact : odjekoune@cdta.dz
  • Plan de travail :

1) ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

  • Etat de l’art sur les systèmes de Motion Capture existants dans la littérature.
  • Familiarisation avec l’environnement C#.
  • Familiarisation avec la Kinect.
  • Familiarisation avec l’outil UNTY.
  • Fusion des données multi-capteurs.
  • Modèle 3D d’avatar.

2) IMPLEMENTATION

  • Calibrage et fusion des données squelettiques.
  • Prétraitement des données articulaires du modèle 3D dans la base de données.
  • Analyse des données articulaires.
  • Finalisation du système complet : La collecte, la sauvegarde et l’analyse des donnés articulaires.
  • Testes sur des sujets réels.
Sujet 7 : Conception et réalisation d’une architecture pour l’acquisition et la transmission des données bathymétriques
  • Nom et Prénom du promoteur : Dr. Djekoune A. Oualid.
  • Descriptif du projet :

Dans le cadre de la lutte contre l’envasement des barrages, un prototype d’un drone aquatique été conçu et réalisé au niveau de la DPR pour le compte de l’Agence Nationale des Barrages et Transferts (ANBT) pouvant accueillir de nombreux capteurs et équipements de mesure pour l’acquisition des données bathymétriques. Le travail des étudiants concerne la mise en place d’une architecture hardware/software pour faciliter l’embarcation des équipements de mesure bathymétrique et d’assurer la transmission sans fil en full duplex des données bathymétrique vers un PC distant.

  • Objectif du projet :

Proposer une architecture hardware/software pour faciliter l’embarcation des équipements de mesure bathymétrique sur le prototype.

  • Qualifications :

Etudiant en master II, électronique et/ou systèmes embarqués.

  • Matériel utilisé :

Prototype du drone de surface BathyRob.

  • Contact : odjekoune@cdta.dz
  • Plan de travail :

1) ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

  • Etat de l’art sur la bathymétrie.
  • Etat de l’art sur les capteurs utilisés dans la bathymétrie.
  • Familiarisation avec le système existant : Parties software et hardware.

2) IMPLEMENTATION

  • Conception des architectures demandées.
  • Essai au laboratoire.
  • Essais réels sur site.
Equipe : Systèmes Robotisés de Production (SRP) 
Sujet 1 : Implémentation d’une architecture générique à base d’otologies pour l’autonomie décisionnelle des systèmes robotiques
  • Nom et Prénom du promoteur : AKLI Isma
  • Descriptif du projet :

L’autonomie décisionnelle en robotique est une notion très importante, de plus en plus évoquées dans le domaine de la recherche scientifique. En effet, l’autonomie décisionnelle signifie l’autonomie totale.  un système de prise de décision doit être apte à prendre des décisions en allouant à un/des robot(s) des tâches à accomplir, en fonction d’un ensemble d’informations émanant de l’environnement entourant le/les robot(s), du type de robots, du type de tâches à accomplir…..Les domaines d’application en robotique peuvent être subdivisés en robotique industrielle et robotique de service.  Ces deux domaines d’applications peuvent être liés par des problématiques et des solutions très proches.

La construction d’un système décisionnel générique doit permettre de traiter des problématiques liées à la robotique de service et à la robotique industrielle en même temps.

  • Objectif du projet :

Le but du projet est de concevoir et d’implémenter une architecture générique basée ontologie de domaine, permettant de construire une base de connaissance afin de  déduire les tâches devant être accomplies ainsi que les robots et/ou les humains devant les accomplir selon leurs aptitudes.  Les ontologies sont des outils utiles et très pratiques permettant de faciliter et de structurer le processus de compréhension d’informations.  En effet, une ontologie est l’ensemble structuré de termes et concepts représentant le sens d’un champ d’informations.

Les types de capteurs considérés sont les capteurs RFID (Radio Frequency Identifications).  Ceux-ci permettent de définir chaque objet présent dans l’environnement comme une entité identifiée d’une manière unique.  l’ontologie doit permettre donc d’allouer aux humains et robots des tâches sur le base de l’information véhiculée dans les tags RFID et transmises par les antennes et le lecteur RFID au système décisionnel.

  • Qualifications : Informatique,
  • Matériel utilisé : RFID
  • Plan de travail :

Recherche bibliographique (les ontologies en robotique, domaines d’applications…etc.) « 02 mois ».

Modélisation de l’ontologie « 02 mois ».

Implémentation « 01 mois ».

Validation sur un/des robot(s) « 02 mois ».

Sujet 2 : Génération de Mouvements du RobuTER avec capteurs RFID
  • Nom et Prénom du promoteur : AKLI Isma
  • Descriptif du projet :

La robotique utilise la technologie RFID (Radio Frequency IDentification) dans divers domaines d’application (industriel, service…). Les systèmes RFID sont composés d’antennes, de lecteurs et de tags. L’étiquette RFID consiste en une mémoire stockant des informations. Le lecteur lit/écrit des informations depuis/sur les étiquettes via les antennes. Dans un contexte robotique, les tags peuvent contenir des informations sur l’environnement telles que des obstacles, des humains, des robots…. Les robots mobiles sont des systèmes mécaniques capables de naviguer dans l’environnement avec des outils de locomotion (roues,,,). Le robot mobile RobuTER de la Division Productique et Robotique (DPR) du CDTA est un robot à entraînement différentiel, contrôlé de bas niveau.

  • Objectif du projet :

L’objectif du projet est d’inclure un système embarqué (Arduino, Raspburry) permettant de contrôler le mouvement du RobuTER, et de lire ses informations sensorielles.  Le robot est guidé avec des tags RFID, en évitant les obstacles. La carte Arduino est dédiée au contrôle du mouvement des moteurs du robot.  La carte Raspburry permet de récolter les informations émanant des capteurs (RFID, Laser…) et de faire mouvoir le RobuTER en envoyant les consignes adéquates à l’Arduino.

  • Qualifications : Électronique, Systèmes Embarqués,
  • Matériel utilisé : RFID, RobuTER, Arduino, Raspberry
  • Plan de travail :
  • Bibliographie (RFID, robotique mobile, Système embarqué, ROS etc.).
  • Communication Raspburry/Arduino.
  • Contrôle du mouvement du robot.
  • Intégration de RFID dans la boucle de navigation.
  • Validation de scénarios réels et Rédaction du mémoire.
Sujet 3 : Développement d’un système de pilotage supervision d’une cellule flexible d’assemblage
  •  Nom et Prénom du promoteur : Kadri Mohamed
Equipe : Contrôle
Sujet 1 : Commande intelligente par modes glissants d’ordre supérieur d’un robot manipulateur
  • Nom et Prénom du promoteur : FELLAG Ratiba
  • Descriptif du projet :

Le travail proposé dans le cadre de ce projet de master porte sur l’élaboration d’un contrôleur intelligent et robuste par modes glissants d’ordre supérieur pour la régulation et le suivi de trajectoire d’un robot manipulateur. Il s’agit de combiner une des techniques d’intelligence artificielle à savoir la logique floue avec les techniques récentes de commande robuste par mode de glissement afin de surmonter les problèmes de commande des systèmes robotiques essentiellement liés aux non-linéarités des modèles dynamiques, aux incertitudes paramétriques ainsi qu’aux perturbations externes. La performance du contrôleur élaboré sera évaluée à travers différents tests de simulations. Une étude comparative avec des techniques de commande classiques sera aussi effectuée.

  • Objectif du projet :

Conception d’une commande intelligente par modes glissants d’ordre supérieur pour la régulation et le suivi de trajectoire d’un robot manipulateur.

  •  Qualifications :

Master en Automatique.

  • Matériel utilisé :

Matlab

  • Contact :

Email : rfellag@cdta.dz

Sujet 2 : Détection des adventices par imagerie aérienne et apprentissage profond
  • Nom et Prénom du promoteur : MEKHALFA Faiza
  • Descriptif du projet :

L’agriculture mondiale est confrontée au défi d’augmenter la production alimentaire pour soutenir la population croissante. Une grande partie des pertes de récolte est dû aux adventices. Les recherches actuelles en agriculture de précision visent à utiliser les véhicules aériens sans pilote (UAV) avec l’incorporation des solutions de l’intelligence artificielle (IA) dans un système de lutte contre les adventices. Dans ce cadre, nous adoptons les méthodes basées sur les réseaux de neurones convolutifs (CNN) et l’apprentissage profond pour la détection des adventices ciblant les cultures avant de prendre des mesures précoces et précises.

  • Objectif du projet :

L’objectif du projet est de développer une approche basée sur l’apprentissage profond (Deep Learning) pour la reconnaissance des adventices dans les images captées par drones d’un champ agricole.

  • Qualifications :

Etudiants en Master électronique.

Une bonne maîtrise de la programmation

  • Contact :

Email : fmekhalfa@cdta.dz

  • Plan de travail :

Ce projet se déroulera selon les étapes suivantes :

  • Revue de l’état de l’art des approches d’apprentissage profond pour la détection des mauvaises herbes.
  • Conception d’une méthode de détection des adventices basée sur l’apprentissage profond.
  • Tests sur une base de données disponible.
Sujet 3 : Commande pilotée par les données d'un système robotique non linéaire (Data driven control of a nonlinear robotic system)
  • Nom et Prénom du promoteur : Boumaza Hamza
  • Descriptif du projet :

Le développement d’une stratégie de commande devient de plus en plus complexe, en particulier pour les systèmes non linéaires de grande dimension où le modèle est très complexe, ce qui rend le processus de modélisation difficile et coûteux.

Les stratégies de commande pilotées par les données (Data driven control) apportent une solution à ce problème en identifiant le modèle du système pour réduire la complexité et gagner de réduire les coûts, ou en développant directement une loi de contrôle sans modèle basée sur des techniques d’apprentissage automatique.

  • Objectif du projet :

Développer une loi de commande, pour une des plateformes du labo, basée la commande pilotées par les données en utilisant des techniques d’apprentissage automatique.

  • Qualifications :

Programmation, MATLAB, C, Python

  • Matériel utilisé :

Plateformes labo Contrôle.

  • Contact :

Email hboumaza@cdta.dz

  • Plan de travail :

Recherche bibliographique e familiarisation avec les techniques d’apprentissage automatique,

– Développement de la loi de commande,

– Test et validation des résultats.

Sujet 4 : Commande adaptive optimale d’un robot exosquelette pour la rééducation fonctionnelle (Optimal adaptive control of an exoskeleton robot for functional rehablilitation)
  • Nom et Prénom du promoteur : Yacef Fouad
Equipe : Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur (CFAO)
Sujet 1 : Vers une approche accélérée pour l’optimisation de l’opération de Tréflage des pièces complexes sur des fraiseuses 05-axes en utilisant CUDA
  • Nom et Prénom du promoteur : BEY Mohamed
  • Descriptif du projet :

Les pièces complexes sont utilisées dans divers secteurs tels que aéronautique, automobile, moules, …etc. En raison de leurs complexités géométriques, des fraiseuses numériques multiaxes (03-axes à 05-axes) doivent être utilisées dans la phase de production. Leurs formes finales sont obtenues en trois opérations : ébauchage, demi -finition et finition suite au choix de différents paramètres : stratégies d’usinage, outils, conditions de coupe, cinématique de la machine…etc.

L’ébauchage consiste à enlever l’excédent de matière par le choix entre deux stratégies « Plans Parallèles » et « Contours Décalés ». Pour optimiser les temps d’ébauchage des cavités profondes et des pièces avec des contre dépouille, la stratégie de « Tréflage » est utilisé où plusieurs modes de balayage d’outils sont possibles (One-Way, Zig-Zag, etc.). Pour réduire le nombre de mise en position de la pièce et les temps d’usinage, il est nécessaire de réaliser l’ébauchage sur des fraiseuses 05-axes. Cette stratégie devient plus complexe si elle est appliquée sur des surfaces en contre dépouille ce qui nécessite de développer des procédures spécifiques pour optimiser le Tréflage. Son application en 05-axes nécessite le choix judicieux du nombre et des dimensions des outils, des modes de balayage, des positions et des orientations de plongée évitant les interférences et les collisions, des profondeurs de plongée et des conditions de coupe. Afin de minimiser les temps de calcul, et par conséquent de raccourcir le cycle de développement de nouveaux produits, il est très judicieux de penser à paralléliser les calculs séquentiels en utilisant les performances des cartes graphiques « GPU » en utilisant la programmation avec CUDA.

  • Objectif du projet :

Ce travail s’insère dans le cadre de développement de modules logiciels pour la production des pièces complexes initié par l’équipe Conception et Fabrication Assistées par Ordinateur (CFAO) de la Division Productique et Robotique (DPR) du Centre de Développement des Technologies Avancées (CDTA).

Dans ce projet, à partir des modèles STL des pièces, il s’agit de proposer une approche basée sur CUDA permettant l’accélération des calcul et l’optimisation de l’opération de Tréflage sur des fraiseuses numériques 05-axes par la sélection des outils cylindriques optimums évitant les interférences et les collisions et la génération du trajet d’outils. Il s’agit de concevoir, de développer et d’intégrer à la plateforme logicielle de l’équipe « CFAO » un module logiciel graphique et interactif permettant de réaliser les tâches exigées.

  • Qualifications :

Programmation C++, Programmation Orientée Objet, Spécialité Informatique

  • Matériel utilisé :

PC et station de travail

  • Contact :

Email : mbey@cdta.dz

  • Plan de travail :

Première Partie : Étude bibliographique.

  • Généralités sur le processus de production de pièces complexes en 05-axes.
  • Etude des différentes stratégies d’ébauchage.
  • Etude de la stratégie de Tréflage.
  • Processeurs graphiques « GPU ».
  • Programmation sous « CUDA ».

Deuxième Partie : Conception et implémentation de l’application.

Développement des algorithmes pour :

  • Détermination des positions de plongée et des orientations des outils évitant les interférences et les collisions.
  • Calcul des profondeurs de plongée de l’outil.
  • Identification des zones non usinées.
  • Détermination des longueurs des outils valides.
  • Génération du trajet de Tréflage en 5axes.
  • Proposition et implémentation d’une approche pour paralléliser le calcul des différents paramètres.
Sujet 2 : Vers la parallélisation de la génération du trajet d’outils pour la finition des pièces complexes sur des fraiseuses 05-axes
  • Nom et Prénom du promoteur : BENDIFALLAH Hassène et BEY Mohamed
  • Descriptif du projet :

Les pièces mécaniques de formes complexes sont utilisées dans diverses industries automobile, aérospatial, …etc. Elles sont conçues pour répondre à des contraintes fonctionnelles et/ou de style. Elles sont caractérisées par une topologie complexe composée d’un ensemble de surfaces concaves, convexes ou à double courbure. Avec la croissance de la complexité géométrique et technologique des formes complexes, le recours à l’usinage sur des machines numériques à 05-axes s’impose. Pour ce mode d’usinage, chaque point de contact outil-surface, une infinité d’orientations de l’axe de l’outil sont possibles en raison des deux degrés de rotation supplémentaires. Ces orientations augmentent les conditions d’accès de l’outil aux différentes zones de la pièce mais d’un autre côté, les risques de collisions et d’interférences deviennent plus importants. Parmi toutes les orientations possibles, il est indispensable de choisir celles évitant ces problèmes et optimisant l’usinage. De plus, la topologie des surfaces exige la combinaison de différentes formes d’outils dans le but de minimiser les temps d’usinage et d’améliorer la qualité des surfaces usinées. Dans le but de minimiser les temps d’analyse et de calcul, et par conséquent de raccourcir le cycle de développement de nouveaux produits, il est très judicieux de penser à paralléliser les calculs séquentiels en utilisant les performances des cartes graphiques « GPU ».

  • Objectif du projet :

Ce travail s’insère dans le cadre de développement de modules logiciels pour la production des pièces complexes initié par l’équipe Conception et Fabrication Assistées par Ordinateur (CFAO) de la Division Productique et Robotique (DPR) du Centre de Développement des Technologies Avancées (CDTA).

L’objectif de ce projet est la proposition d’une approche permettant la parallélisation du calcul des outils optimums (cylindriques, hémisphériques et toriques) et du trajet d’outils lors de la finition des pièces complexes, définies par leurs modèles STL, en utilisant la stratégie « Z-Constant », sur des fraiseuses numériques 05-axes. Il s’agit de concevoir, de développer et d’intégrer à la plateforme logicielle de l’équipe « CFAO » un module logiciel graphique et interactif permettant de réaliser les tâches exigées.

  • Qualifications :

Programmation C++, Programmation Orientée Objet, Spécialité Informatique

  • Matériel utilisé :

PC et station de travail

  • Contact :

Email : mbey@cdta.dz

  • Plan de travail :

Première Partie : Etude bibliographique.

  • Généralités sur le processus de production de pièces mécaniques en 05-axes.
  • Etudes stratégies de demi-finition et de finition des pièces complexes sur des fraiseuses numériques à 05-axes.
  • Etude de la stratégie d’usinage « Z-Constant ».
  • Identification des problèmes d’interférences et de collisions.
  • Processeurs graphiques « GPU ».
  • Programmation sous « CUDA ». 

Deuxième Partie : Conception et implémentation de l’approche.

Développement et implémentation des algorithmes pour déterminer :

  • Les passes d’usinage.
  • Les outils optimums.
  • La combinaison des outils.
  • Les positions d’outils le long des passes d’usinage.
  • Les trajets d’outils.
  • Proposition et implémentation d’une approche pour paralléliser le calcul des différents paramètres.
Sujet 3 : Partitionnement intelligent de pièces de forme complexe par la classification des éléments géométriques de discrétisation. Application : Simulation d’usinage multiaxes
  • Nom et Prénom du promoteur : BOUHADJA Khadidja
  • Descriptif du projet :

Dans la pratique, les pièces mécaniques ne peuvent pas être fabriquées aux dimensions idéales exigées par le concepteur étant donné les imprécisions inhérentes aux procédés de fabrication. Ces imperfections sont reconnues comme des défauts de fabrication. La métrologie est le moyen adéquat de quantification de ces défauts. Elle se divise en deux catégories, à savoir la métrologie conventionnelle (réelle) et la métrologie préventive (virtuelle). Cette dernière intervient avant l’usinage réel de la pièce sur machine. Les approches de prédiction sont distinguées en : empirique, analytique/numérique et simulation d’enlèvement de matière. Dans cette dernière, trois modèles de représentation géométrique sont à considérer à savoir : modèle de la pièce, modèle de l’enveloppe de l’outil et du trajet d’outil. Ces modèles sont distingués en continus et en discrets. Les modèles discrets sont simples à implémenter relativement aux modèles continus, mais pour une bonne précision, le nombre d’éléments géométrique de discrétisation est très important, ce qui augmente le temps de calcul.

Le travail demandé consiste à modéliser et à concevoir une application de mesure virtuelle de la rugosité 3D des surfaces libres (topographie) selon la norme ISO 25178-2 de 2012. Pour cela les techniques de classification des éléments géométriques de discrétisation présentés dans les modèles : STL (triangle) ; Triple Dexels (parallélépipède) seront utilisés dans la simulation d’enlèvement de matière lors de l’opération de finition.

Le but est l’étude de l’influence des paramètres de coupe (stratégie, outil, profondeur de passe… etc.) en finition sur la qualité de surface et la sélection des paramètres appropriés conduisant à obtenir un meilleur état de surface pour éviter l’opération de superfinition afin de réduire les coûts de fabrication.

  • Objectif du projet :

L’objectif global du travail demandé est le développement d’un module logiciel graphique et interactif sous Windows permettant la prédiction de la topographie 3D des surfaces libres, ce module est dédié à la simulation d’enlèvement de matière lors de l’opération de finition en usinage 05 axes. Il est demandé de développer ce module dans un environnement de programmation orientée objet (Python) en répondant au compromis temps-précision.

  • Qualifications :

Programmation en Pyton.

  • Matériel utilisé :

Station de travail ou PC performant.

  • Contact :

Email :  kbouhadja@cdta.dz

  • Plan de travail :
  • Étude bibliographique :
  • Généralités sur le processus de production des pièces de formes libres.
  • Notions sur la topographie 3D des surfaces libres et la norme ISO 25178-2 de 2012.
  • Techniques d’approximation des modèles des pièces complexes.
  • Généralités sur les méthodes de simulation virtuelle d’usinage en 05-axes.
  • Techniques de classification.
  • Conception et implémentation de l’approche :

Développement et implémentation des algorithmes pour :

  • Lecture et structuration des données initiales (modèle STL modèle Triple Dexels, trajet d’outils, modèles théoriques d’outils, etc.).
  • Partitionnement intelligent de la pièce à usiner par la classification des éléments géométriques de discrétisation.
  • Calcul des intersections entre l’enveloppe de l’outil et la pièce à usiner.
  • Mise à jour de la forme de la pièce pour chaque déplacement d’outil.
  • Vérification de la conformité des surfaces obtenues.
  • Calcul des paramètres de rugosité 3D.
  • Visualisation de la topographie 3D (spectre de la surface finie).
  • Rédaction du mémoire.
Equipe : Conception des Systèmes Embarqués (CSE)
Sujet 1 : Design et conception aux normes du boîtier d'un électro-stimulateur
  • Nom et Prénom du promoteur : Benahmed Safia
  • Descriptif du projet :

Les étudiants ont à établir un état de l’art à propos des différents designs des électro-stimulateurs qui existent au marché international et ainsi proposer un design pour un stimulateur dédié pour les professionnels de la santé. Leur conception doit être soumise aux normes européennes.

  • Objectif du projet :

Conception du boitier à la fois esthétique et fonctionnel en assurant le confort du professionnel et le respect des normes d’isolation et l’emplacement de l’électronique.

  • Qualifications :

Etudiant en Master II en design et aménagement.

  • Matériel utilisé :

Logiciel de conception 3D (Solidworks, 3DS Max…)

  • Contact :

Sbenahmed@cdta.dz

  • Plan de travail :
  • Etat de l’art et normes
  • Connaissance des volumes imposée par l’électronique
  • Propositions des premières coquilles
  • Choix et finition d’un modèle de boitier
  • Proposition d’un mode de réalisation et choix du matériau en estimant les coûts.
Sujet 2 : Conception et réalisation d’un mobile de communication radio à longue portée
  • Nom et Prénom du promoteur : Benrezki Rabie Riadh, Mezzah Ibrahim
Equipe : Nvigation et Controle des Robots Mobiles (NCRM)
Sujet 1 : Apprentissage Profond pour la Détection et la Reconnaissance d’Objets Routiers
  • Nom et Prénom du promoteur : Abdellah Khelloufi et Dalila Hammadou
  • Descriptif du projet :

Afin de faire évoluer un véhicule autonome dans un environnement urbain, il est important de le doter d’un système de perception fiable et performant qui lui permet de bien comprendre son environnement. L’une des parties de ce système est la détection et la reconnaissance visuelles des objets qui se trouvent autour du véhicule (piétons, vélos, panneaux de signalisations, autres véhicules, …, etc.).

  • Objectif du projet :

L’objectif de ce travail est d’exploiter les dernières avancées dans le domaine de la vision par ordinateur et de l’apprentissage profond (deep learning) pour concevoir un module de détection et de classification des objets routiers en utilisant les données visuelles issue d’une caméra embarquée sur le véhicule.

  • Qualifications : Informaticien
  • Matériel utilisé : – Caméra embarquée sur le Robucar, PC performant.
  • Google Cloud Platform (pour l’apprentissage).

                  – dhammadou@cdta.dz

  • Plan de travail :
  • Introduction à :
    1. la vision par ordinateur.
    2. l’apprentissage profond.
  • Etude bibliographique des travaux récents.
  • Familiarisation et prise en main des outils de programmation de deep learning (Keras, Tensorflow, …) et de l’environnement ROS (Robot Operating System).
  • Développement et implémentation d’une approche basée sur le deep learning pour la détection et la classification multi-objets.
  • Tests et validation expérimentale.
Sujet 2 : Système d’aide à la conduite pour des chaises roulantes robotisées
  • Nom et Prénom du promoteur : Bouraine Sara
Sujet 3 : Navigation sûre dans un environnement dynamique inconnu pour une chaise roulante robotisée
  • Nom et Prénom du promoteur :Bellarbi Abir, Bouraine Sara
Sujet 4 : Instrumentation d’un robot mobile d’intérieur pour une navigation intelligente
  • Nom et Prénom du promoteur :Lakrouf Mustapha
Sujet 5 : SLAM basé laser 2D pour un robot mobile type voiture
  • Nom et Prénom du promoteur : Lakrouf Mustapha, Tiar Rachid
Sujet 6 : Navigation par apprentissage par renforcement profond dans un environnement encombré
  • Nom et Prénom du promoteur : Khelloufi Abdellah
Sujet 7 : Apprentissage par renforcement profond appliqué à la conduite autonome
  • Nom et Prénom du promoteur : Khelloufi Abdellah
Sujet 8 : Implémentation d’un SLAM visuel pour un véhicule électrique
  • Nom et Prénom du promoteur : Khelloufi Abdellah, Tiar Rachid