Researchers in DPR division propose topics for students interested by following training in CDTA. These subjects fit with the themes addressed within their research teams.

 

Projets de fin d’études Ingéniorat/ Master II. Année universitaire 2019/2020

Sujet 1 : Ordonnancement bi-objectif de type open shop à trois ressources

  • Nom et Prénom du promoteur : KOUIDER Ahmed
  • Equipe : Systèmes Robotisés de Production (SRP)

 Descriptif du projet :

Le travail envisagé concerne l’optimisation bi-objectif appliquée au problème d’ordonnancement à cheminements libres (Open Shop) à trois ressources. Ce problème considère des dates de disponibilité des travaux et a pour objectifs la minimisation du makespan et du temps total de séjour.

  • Objectif du projet :
  • un algorithme permettant de générer, pour chaque instance de problème, un ensemble approchée de solutions non-dominées.
  • Qualifications :
  • Etudiants en Master Recherche Opérationnelle.
  • Connaissances en programmation C++.

Contact : akouider@cdta.dz

  • Plan de travail :
  • Recherche bibliographique
  • Proposition d’une approche de résolution
  • Validation de l’approche par des expérimentations sur des instances générées.

 

Sujet 2 : Ordonnancement flow shop avec des zones d’attentes à capacité limitée

  • Nom et Prénom du promoteur : KOUIDER Ahmed
  • Equipe : Systèmes Robotisés de Production (SRP)

 Descriptif du projet :

Le projet s’intéresse au problème d’ordonnancement à cheminement unique (flow shop) à trois ressources avec des zones d’attentes à capacité limitée, et avec comme critère la minimisation du temps total de séjour.

  • Objectif du projet :
  • un algorithme permettant de générer, pour chaque instance de problème, une solution approchée.
  • Qualifications :
  • Etudiants en Master Recherche Opérationnelle.
  • Connaissances en programmation C++.

Contact : akouider@cdta.dz

  • Plan de travail :
  • Recherche bibliographique
  • Modélisation et résolution du modèle
  • Proposition d’une approche de résolution
  • Validation des propositions par des expérimentations.

 

Sujet 3 : Intégration de la technologie RFID dans un système de production par  l’approche HILS

  • Nom et Prénom du promoteur : Mihoubi Bachir
  • Equipe : Systèmes Robotisés de Production (SRP)

Descriptif du projet :

Au cours des dernières décennies, une nouvelle ère industrielle commence à passer des systèmes d’automatisation classiques à l’usine intelligente. Les nouvelles technologies sont la base de ce nouveau système industriel. Elles fournissent des solutions agissant au niveau décisionnel de la production (intelligence artificielle, simulation 3D, apprentissage automatique, etc.) et aux composants du système de production (technologies Wi-Fi, RFID, automate programmable (API), automate distribué, capteurs, OPC UA, Ethernet, etc.).

La RFID est une technologie infotronique qui permet un suivi efficace et en temps réel de la production.

La phase de vérification et de validation (V&V) avant l’exécution des softwares dans le monde réel (atelier). Cette phase est considérée comme une étape cruciale pour combler la lacune entre la conception et les opérations en ligne. L’approche Hardware In the Loop Simulation est considérée comme une validation prometteuse du software. Elle est basée sur l’intégration des composantes Hardware (API, technologie RFID, Etc.) dans une boucle de simulation 3D.

  • Objectif du projet :
  1. Vérification et validation du logiciel de contrôle complexe en présence de conditions plus réalistes, en s’appuyant d’une part sur la technologie infotronique RFID et d’autre part sur la simulation à 3D.
  2. Pratiquez dans un environnement industriel presque réel à l’échelle d’un laboratoire.
  • Qualifications :

Ingénieur ou Master II en automatique.

Contact : bmihoubi@cdta.dz

  • Plan de travail :
  1. Se familiariser avec le simulateur 3D FlexSim et les APIs de type SIEMENS.
  2. Modélisation d’un système de production à base de
  3. Développer un software de pilotage d’un système de production (Java-Netbeans).
  4. Intégration de la technologie RFID dans un système de production virtuel. Ce qui nécessite une programmation des APIs.
  5. Synchronisation de flux physique (produit réel étiqueté par un tag RFID) et le flux virtuel (produit virtuel) en présence d’une table tournante (position de la lecture RFID).

 

Sujet 4 : Conception et réalisation d’une interface de commande à distance pour une chaise roulante robotisée

  • Nom et Prénom des promoteurs : Sara Bouraine, Somia Brahimi.
  • Equipe : NCRM

Descriptif du projet

Au vu des avancées technologiques dans le domaine de la robotique, il est désormais possible d’améliorer le quotidien des êtres humains et plus particulièrement celui des personnes à mobilité réduite (handicapés, personnes âgées, personnes opérées, etc.) amenées à utiliser des chaises roulantes au quotidien. En effet, des techniques avancées de la robotique mobile d’assistance peuvent être intégrées à ces chaises pour un fonctionnement plus sûr et simple d’utilisation (i.e. chaise robotisée). Cependant, une problématique émergente de cette avancée technologique est l’interaction entre un système robotisé (qui est une machine) et son utilisateur (un être humain). Le projet proposé s’inscrit dans cette thématique.

  • Objectif du projet

L’objectif de ce projet est d’offrir une meilleure interaction Homme-Machine en simplifiant la communication entre la chaise robotisée et l’utilisateur. Le travail à réaliser consiste à concevoir et développer une interface de contrôle à distance (par exemple sur un système Android), communiquant avec l’environnement logiciel de la plateforme robotique et cela pour accomplir une tâche de navigation. Cette solution permettra à l’utilisateur d’avoir un contrôle facile et convivial sur diverses tâches effectuées par la chaise.

L’interface mobile sera validée et testée sur la chaise robotisée du CDTA dans le contexte d’une application robotique.

  •   Qualifications : informatique.

Contacts : sbouraine@cdta.dz, sbrahimi@cdta.dz

  • Plan de travail
  • Etat de l’art sur l’interaction homme-machine.
  • Etat de l’art sur la navigation des robots mobiles.
  • Initiation aux outils de travail (ROS, Android, etc.).
  • Développement de l’interface de contrôle.
  • Choix et développement de la méthode de navigation.
  • Implémentation de la méthode de navigation sous ROS.
  • Expérimentation sur la chaise roulante du CDTA.

 

Sujet 5 : Contribution à la navigation semi-autonome pour une chaise roulante  robotisée

  • Nom et Prénom des promoteurs : Somia Brahimi, Sara Bouraine.
  • Equipe : NCRM

Descriptif du projet

Malgré les avancées technologiques et l’aide sociale aux personnes à mobilité réduite, leur autonomie reste un problème critique. Des solutions techniques ont été réalisées notamment dans le domaine de la robotique mobile. À cet effet, des chaises roulantes robotisées sont mises en œuvre et doivent être capable de naviguer dans un environnement public de manière sûre et sécurisée. Ceci est possible par l’application de méthodes efficaces de perception, de localisation et de navigation.

  • Objectif du projet

L’objectif de ce travail est de permettre à une chaise roulante semi-autonome de naviguer dans l’environnement dans lequel elle interagit de manière intelligente en évitant les obstacles lui obstruant sa route tout en exécutant la consigne de l’utilisateur. Cette dernière est une commande vocale représentant la direction dans laquelle la chaise roulante est sensée y aller (tout droit, à gauche, à droite, etc.).

Ce travail sera validé par expérimentation sur la chaise roulante robotisée du CDTA sous ROS (Robot Operating System : plateforme de développement logicielle pour robots).

  • Qualifications : robotique, électronique.

Contacts : sbrahimi@cdta.dz, sbouraine@cdta.dz

  • Plan de travail
  • Etat de l’art sur la navigation de robots mobiles basée sur l’intelligence artificielle.
  • Développement d’une méthode intelligente de navigation semi-autonome.
  • Installation et familiarisation avec ROS.
  • Implémentation de la méthode de navigation intelligente sous ROS.
  • Expérimentations sur la chaise roulante du CDTA.

 

Sujet 6 : Apprentissage profond pour la reconnaissance d’activités humaines à partir d’un capteur RGBD

  • Nom et Prénom du promoteur : Kahlouche Souhila
  • Equipe : NCRM

Descriptif du projet :

La reconnaissance des activités humaines constitue une tâche clé pour une Interaction Homme Robot intelligente et intuitive. En effet, dans un scénario d’interaction sociale entre un robot et un humain, le robot doit pouvoir détecter les humains, les poursuivre, les guider, et aussi reconnaitre leurs gestes et leurs actions liés à cette interaction.

Le travail demandé concerne l’application des techniques d’apprentissage profond (Deep learning) pour reconnaitre les activités des humains afin d’inférer leurs intentions et de les aider à atteindre leurs objectifs. Il sera question de proposer un algorithme d’apprentissage supervisé qui traite l’information issue d’un capteur de nouvelle génération de type RGB-D, pour créer un dataset d’apprentissage. L’algorithme proposé doit pouvoir généraliser son apprentissage sur de nouvelles données issues du même capteur.

La technique proposée sera testée et validée en temps réel sur le robot B21R du CDTA.

  • Objectifs du projet :

I-  Proposition d’un dataset relatif aux activités observables dans un scenario de robot guide.

II-  Proposition d’une technique intelligente pour la reconnaissance des activités humaines.

III- Implémentation et validation en milieu réel.

  •  Qualifications : Informatique

 Contact : skahlouche@cdta.dz

  • Plan de travail :

1. Faire un état de l’art sur l’apprentissage machine pour la reconnaissance des activités humaines.

2.Initiation aux outils de travail : Linux, ROS, Python, Tensorflow.

3.Validation du modèle d’apprentissage par comparaison avec d’autres modèles et sur d’autres dataset public.

4.Implémentation et validation en milieu réel.

5.Rédaction d’un rapport sur la conception et l’implémentation de la technique proposée.

 

Sujet 7 : Pilotage d’une Plateforme d’Assemblage Robotisée par les Systèmes Multi Agents

  • Nom et Prénom du promoteur : Abdelhamid Bendjelloul
  • Equipe : Systèmes Robotisés de Production (SRP)

  Descriptif du projet :

La mise en place d’une plateforme d’assemblage robotisé nécessite des systèmes de commande/supervision distribués et en réseaux permettant la conduite temps réel des installations robotisées et de transport de pièces.  Dans le cadre d’un projet de mise en place d’une plateforme d’expérimentation cyber-physique des systèmes d’assemblage robotisés au niveau du CDTA, il est préconisé dans ce projet de Master/ Ingéniorat, le développement d’un système de commande/supervision distribué à base de système multi-agents pour cette cellule.

Il est ainsi donné comme travail la conception, et la mise en place du système de pilotage et de supervision. L’établissement d’une loi d’ordonnancement et l’optimisation de la production de la cellule d’assemblage. Le critère d’optimisation étant le Makespan. Le système logiciel de pilotage distribué sera développé en utilisant la plateforme multi-agents JADE, java.

La Validation du Travail se fera sur deux étapes, la première étape consiste à valider la solution sur le modèle d’un Flow shop synchrone muni de quatre Machines et d’un système de convoyage en configuration rectangulaire, et de N Produits qui sera développé par les Etudiants selon les recommandations fournies par le Labo SRP.

La seconde phase de validation sera en environnement simulé en 3D (plateforme de simulation FLEXSIM disponible au labo). Le Protocole de communication entre les Agents JADE et la plateforme simulée sera en OPC UA ou autre protocole de communication déterminé selon le besoin.

  • Objectif du projet : la mise en place du système de pilotage et de supervision multi agent distribué. L’établissement d’une loi d’ordonnancement et l’optimisation de la production de la cellule d’assemblage.
  • Qualifications :
  • Etudiants Informaticiens de préférence en Informatique Industrielle.
  • Aisance en programmation JAVA
  • Avoir des notions sur les systèmes Multi Agents et de la plateforme JADE
  • Avoir des notions sur la communication socket, et du standard OPC UA sera un plus.

Contact : abendjelloul@cdta.dz

  • Plan de travail :
  • Etude de l’architecture de pilotage Distribuée Multi Agents, en prenant en considération le système à piloter qui est un Flow shop synchrone muni de quatre Machines et d’un système de convoyage, et de N
  • Développement du Modèle de la cellule de production en question. (Selon les recommandations du Labo SRP).
  • Programmation de l’Architecture Multi Agents sous JADE utilisant l’Editeur Net-Beans ou Eclipse Mars.
  • Etablissement des règles de comportement des Agents Machines et des Agents Produits
  • Etablissement d’une Lois d’ordonnancement de la production et implémentation sur les Agents JADE
  • Test et validation des résultats sur le modèle de la cellule de production développé par les étudiants.
  • Test et validation des résultats en environnement simulé en 3D (plateforme de simulation FLEXSIM déjà disponible au labo).
  • Test réel sur la Plateforme disponible au niveau du Labo SRP utilisant la communication avec les PLC SIEMENS ET200SP et S7-1500 en OPC UA (Optionnel: Selon l’Avancement des Candidats vis-à-vis du Dead Line du PFE).

 

Sujet 8 : Mesure virtuelle de la qualité de surfaces libre usinée sur machine 5-axes

  • Nom et Prénom du promoteur : BOUHADJA Khadidja
  • Equipe : CFAO

Descriptif du projet :

Les pièces mécaniques de formes libres sont largement utilisées dans diverses industries (emballage, moules, automobile, aéronautique …etc.), le processus d’élaboration de ces pièces fait de plus en plus appel à l’usinage 5 axes, ce choix est lié à leurs formes géométriques très complexes, et pour l’obtention d’une bonne qualité de surfaces, elles sont souvent usinées à grande vitesse (UGV). Dans la pratique, ces pièces 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 ; réelle et préventive (virtuelle). La mesure virtuelle intervient avant l’usinage réel de la pièce sur machine, les approches de prédiction de la qualité de surface sont distingués en : empirique, analytique/numérique et simulation d’enlèvement de matière.

Le travail demandé consiste à proposer et à concevoir une application de mesure virtuelle permettant l’analyse de la qualité de surface libre selon la norme ISO 25178-2 de 2012 par l’utilisation des techniques de simulation d’enlèvement de matière lors de l’opération de finition en usinage 5-axes, tout en minimisant le temps de traitement et assurant une bonne précision.

  • Objectifs du projet :

L’objectif global de ce sujet est le développement d’un module logiciel graphique et interactif sous Windows permettant la mesure virtuelle de la qualité de surface libre usinée sur machine 5-axes dans un environnement de programmation orientée objets ‘Python’ en répondant au compromis temps-précision.

  • Qualifications : Informatique

 Contact : kbouhadja@cdta.dz

  • Plan de travail :

1.Étude bibliographique

  • Méthodes de simulation virtuelle de l’usinage des surfaces complexes.
  • Paramètres de l’état de surfaces 3D selon la norme ISO 25178-2.

2.Conception et implémentation de l’approche

  • Modélisation de la pièce à usiner, de l’outil de coupe et du trajet d’outil.
  • Simulation virtuelle de l’enlèvement de matière en usinage 5axes.
  • Analyse de la qualité de surface libre.

3.Rédaction du mémoire.

 

Sujet 9 : Implémentation d’une architecture décisionnelle pour l’interaction Homme/Robot

  • Nom et Prénom du promoteur : Akli Isma
  • Equipe :Systèmes Robotisés de Production (SRP)

Descriptif du projet :

Ces dernières années la communication Homme/Robot est un domaine prépondérant qui présente une avancée très importante.  En effet, l’interconnexion entre les robots et les êtres humains nécessite un protocole de communication permettant de faire en sorte que le robot comprenne l’homme et sache interpréter ses requêtes et vice versa.  De ce fait les ontologies sont des outils utiles et très pratiques permettant de faciliter et de structurer le processus de communication et d’interconnecter les hommes aux robots.  En effet, Une ontologie est l’ensemble structuré de termes et concepts représentant le sens d’un champ d’informations.

  • Objectif du projet : le projet a comme objectif de construire les mécanismes à base d’ontologies afin d’assurer l’interaction cognitive entre un opérateur humain et un robot. Le robot doit être capable de connaître la mission qui lui est allouée à travers une base de connaissance ou à travers un apprentissage. Il doit également savoir envoyer une réponse ou une demande d’information complémentaire lorsqu’il y a manquement dans la réponse de l’opérateur humain.

Le robot doit également être capable de demander l’aide à l’opérateur humain lorsque cela est nécessaire.

  • Qualifications : Etudiants en Informatique.

Contact : iakli@cdta.dz, akli_isma@yahoo.fr

  • Plan de travail :
  • Recherche bibliographique (les ontologies en robotique, manipulateurs mobiles …etc.) « 02 mois ».
  • Modélisation de l’ontologie « 02 mois ».
  • Implémentation « 02 mois ».
  • Validation sur un robot « 02 mois ».

 

Sujet 10 : Conception et Réalisation d’un nouveau design du Stimulateur électronique fonctionnel V0-2019: Le V2020

  • Nom et Prénom du promoteur : Benahmed Safia
  • Equipe : Conception des systèmes embarqués

Descriptif du projet : L’hémiplégie, la tétraplégie et la paraplégie sont les différents types de paralysie qui sont causés par la rupture complète ou partielle de la moelle épinière d’une façon temporaire ou définitive. Par conséquent, le signal émis par le cerveau pour générer le mouvement est rompu ce qui implique la paralysie du muscle. Jusqu’aujourd’hui, la stimulation électrique fonctionnelle (SEF) reste la seule méthode utilisée pour la restauration artificielle du mouvement pour une paralysie complète et définitive [1], [2]. La SEF consiste en la stimulation artificielle du muscle par un courant électrique définie par une amplitude, une fréquence et une largeur d’impulsion via des électrodes.

Du fait que le mouvement ne sera plus contrôlé par le cerveau, l’asservissement du mouvement et l’étude de sa dynamique seront l’étape primordiale pour commander de nouveau les différentes fonctions naturelles telles que la marche ou l’équilibre [3], [4] et [5]. Les commandes élaborées vont être traduites en signal électrique via des stimulateurs [6].

  • Objectif du projet :

L’élément phare de ce projet est la participation à la réalisation d’une nouvelle version du stimulateur V0-2018  déjà réalisé au niveau du CDTA assurant :

  • La commande du mouvement (reprogrammable pour le test de plusieurs commandes).
  • La communication avec les capteurs.
  • La récupération des résultats en temps réel.
  • Qualifications :

MatLab/Simulink, Proteus ou Eagle/ Altium, Arduino, C, C++.

Contact : sbenahmed@cdta.dz

  • Plan de travail :

Le travail demandé aux étudiants comporte 4 volets :

  1. Recherche bibliographique.
  2. Etude mathématique du système et l’élaboration du processus d’identification des paramètres du système (pour une application d’une gamme plus large de commandes)
  3. Proposition et réalisation d’une nouvelle version du stimulateur V0-2019.
  • Etudier la version V0-2018 et V0-2019
  • Réduire le voltage de la pile et même changer le circuit haute-tension pour une optimisation de la consommation d’énergie.
  • Prévoir l’extension de deux électrodes supplémentaires pour la stimulation de l’ischio-jambier (muscle responsable de la flexion du genou).
  • Remplacer l’ESP12 par un autre module ESP01.
  • Effectuer la lecture de plusieurs capteurs gyroscopes en même temps d’une façon modulable par signal WIFI.
  • Sécuriser le stimulateur par programmation.
  • Implémenter le travail d’identification effectué en théorie.
  • Proposer un nouveau design pour le boitier du stimulateur V0-2020.
  1. Tests plusieurs commandes sur personnes valides et si possible sur des patients paraplégiques.

 

Sujet 11 : Conception et Réalisation d’un électro-myographe, classification des signaux et mouvements induits

  • Nom et Prénom du promoteur : Benahmed Safia
  • Equipe : Conception des systèmes embarqués

Descriptif du projet :

L’électromyographie ou l’électromyogramme (EMG) est un examen qui consiste à étudier l’activité électrique des nerfs et des muscles. Il est indiqué en neurologie pour détecter d’éventuelles anomalies ou pathologies d’origine nerveuse ou musculaire. Essentiellement cet examen consiste en l’émission de brèves pulsations via des électrodes. Il est à noter aussi que la contraction musculaire génère un champ électrique mesurable. Ce champ électrique résultant peut être collecté à l’aide de l’électromyographe (appareil utilisé pour l’électromyographie).  Il est d’actualité que plusieurs chercheurs tentent d’utiliser ces signaux électriques émis par les muscles pour commander d’une façon intuitive des prothèses.

  • Objectif du projet :

Dans ce projet de fin d’étude, les étudiants auront, en premier lieu, à réaliser leur propre électromyographe. Puis à utiliser une des classifications disponibles dans la littérature pour distinguer le mouvement désiré. Comme application : les électrodes de l’électromyographe réalisé seront placées sur l’avant-bras d’un individu et une autre main conçue en 3D imitera le mouvement effectué par la main de l’individu.

  • Qualifications :

MatLab/Simulink, Proteus ou Eagle/ Altium, Arduino, C, C++.

Contact : sbenahmed@cdta.dz

  •  Plan de travail :

1.Réalisation d’un électromyographe :

  • Qui doit être modulable par rapport au nombre d’électrodes utilisées
  • Qui doit contenir un amplificateur de signaux
  • Dont la classification est aussi embarquée
  • Qui doit être totalement embarqué (énergie, ressources hardware et software)

2.Conception et/ou réalisation de la main « mime » choisie parmi ceux de la littérature.

3.Tests plusieurs postures ou mouvement de la main sur personnes valides et observer le mouvement déduit au niveau de la main modélisée et/ou réalisée 3D.

 

Sujet 12 : Vers la mise en place d’un système d’interaction 3D basé RA pour la formation médicale

  • Nom et Prénom du promoteur : Amara Kahina
  • Equipe : IRVA

Descriptif du projet :

La réalité augmentée (RA) est une forme relativement nouvelle d’interaction homme-machine qui recouvre les informations générées par ordinateur (données virtuelles) sur l’environnement réel (scène réelle). De plus, les chercheurs ont identifié plusieurs applications pour la RA: La mesure de la performance, le diagnostic, la formation ou même des outils facilitant le création d’applications. Ainsi, la RA peut être utile dans de nombreuses situations où les utilisateurs ont besoin d’informations supplémentaires.
L’interaction doit être en temps réel. Ainsi, les méthodes d’interaction basées sur les gestes, les mouvements, la vitesse et le mouvement de la main sont plus naturelles pour un être humain. Ces méthodes d’interaction ont abouti à différents types d’interfaces RA : les navigateurs d’informations RA qui affichent des informations sur le monde réel, l’interface 3D utilisant des méthodes d’interaction 3D pour manipuler des objets, interface utilisateur tangible RA qui utilise un objet physique pour interagir avec le contenu virtuel augmenté, et une interface utilisateur naturelle qui utilise des entrées de corps naturelles telles que des gestes de la main.
Dans le cadre de ce projet nous sommes amenés à étudier dans un premier temps les différentes techniques d’interaction 3D, qu’elles soient basées sur des marqueurs ou sans marqueurs, faire une synthèse de l’existant, proposer et implémenter une méthode d’interaction 3D.
Enfin, une étude d’évaluation du système d’interaction 3D proposé fera l’objet d’une phase de déploiement et de test des performances.

  •  Objectif du projet :

1. Etudier le fonctionnement des techniques d’interaction 3D (avec et sans marqueurs).
2. Concevoir et réaliser une plateforme d’interaction 3D sans marqueurs.
3. Evaluer l’approche proposée pour une éventuelle application à la formation médicale.

  • Qualifications :

Ingénieur ou Master II en automatique.

Contact : kamara@cdta.dz

  •  Plan de travail :

1. Etat de l’art et comparatif sur les techniques d’interaction 3D (avec et sans marqueurs).
2. Conception et implémentation d’une technique d’interaction 3D sans marqueurs.
3. Déploiement et test du système réalisé pour la formation médicale.