La thèse ambitionne de fonder une nouvelle génération d’environnements pour la création, basée sur les principes de la modélisation et de la simulation physique modulaire masses-interactions temps réel, pour ouvrir la possibilité de modèles temps réel nativement multi-sensoriels : interaction gestuelle, y compris avec retour d’effort, son, image.
Contexte et objectif
Les domaines de l’informatique graphique, de l’informatique sonore et musicale, de l’haptique, des réalités virtuelles ont abouti à la constitution de connaissances et de technologies matures. Toutefois, chacun de ces domaines cible majoritairement une modalité sensori-motrice : vison, ou audition, ou interaction gestuelle. Une problématique contemporaine est d’étudier les voies qui permettront à la machine numérique d’adresser le système sensorimoteur humain dans son ensemble : l'action gestuelle et la perception haptique, le son et l'image.
La thèse s’appuie sur le constat qu’une propriété essentielle commune aux objets visibles, audibles et manipulables tient à leur physicalité : Les oscillations acoustiques, les comportements mécaniques durant la manipulation et les mouvements perçus par l’œil sont tous cohérents, car liés aux propriétés physiques, uniques, de l’objet physique. Pour générer des comportements visuels, sonores et/ou haptiques en cohérence multi-sensori-motrice, le positionnement original adopté sera de s’appuyer, au cœur des simulacres, sur le principe de la modélisation et de la simulation physique.
L’objectif est alors de fonder une nouvelle génération d’environnement logiciel de création par la modélisation et la simulation physique temps réel, pour ouvrir à la possibilité de modèles nativement multi-sensoriels et, possiblement, à l’exploration d’un nouvel art multisensoriel encore en devenir.
Axes de recherche
On s’appuiera sur les acquis du programme de recherche conduit sur la plateforme Art Science Technologie à Grenoble INP, fconcrétisés par les modeleurs-simulateurs GENESIS [https://doi.org/10.1007/978-3-319-58316-7_8] et MIMESIS [https://hal.science/hal-00910631v1], dédiés respectivement à la synthèse de son et la synthèse d'images en mouvements par modèles physiques, ainsi que par une architecture matérielle/logicielle de simulation temps réel synchrone.
Les deux logiciels modeleurs devront être incrémentés ensemble par une étude commune sur les systèmes d'interactions gestuelles à retour d'effort, en particulier en ce qui concerne les morphologies mécaniques de manipulation (1D, 2D, 3D, Claviers, Sticks, etc.). Un cadre formel commun devra être étudié pour que ceux-ci puissent être utilisés indifféremment par tous type d'utilisateurs.
Il s'agira d'incrémenter les capacités temps réel de ces différents étages de simulation : architecture matérielle et logicielle de calcul temps réel synchrone haute performance, protocoles de communication pour les signaux gestuels, sonores et visuels, calcul temps réel réparti, multi-échelle et multifréquence.
Il s'agira ensuite d'assurer le couplage entre les différents étages de modélisation et de simulation temps réel : Modèles pour les systèmes gestuels – Modèles d'objets 2D-3D – Modèles d'instruments musicaux. Des études théoriques seront menées la fois sur la coopération entre systèmes de dimensionnalité différents (1D - 2D - 3D) et sur leur coopération inter-fréquentielle (fréquences gestuelle, acoustique et mouvements visibles).
La nouvelle architecture de modélisation et de simulation sera validée sur un ensemble de modèles multisensoriels représentatifs, puis dans des situations de création avec des artistes partenaires.
Contexte de travail
Le Gipsa-lab est un laboratoire de recherche mixte du CNRS, Grenoble-INP -UGA et de l’Université de Grenoble Alpes. Il est conventionné avec l’Inria et l’Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble. Il mène des recherches théoriques et appliquées sur l’AUTOMATIQUE, le SIGNAL, les IMAGES, la PAROLE, la COGNITION, la ROBOTIQUE et l’APPRENTISSAGE.
Pluridisciplinaire et à l’interface entre l’humain, les mondes physiques et numériques, nos recherchent se confrontent à des mesures, des données, des observations provenant des systèmes physiques, physiologiques, cognitifs. Elles portent sur la conception de méthodologies et d’algorithmes de traitement et d’extraction de l’information, de décisions, d’actions et de communications viables, performants et compatibles avec la réalité physique et humaine. Nos travaux s’appuient sur des théories mathématiques et informatiques pour le développement de modèles et d’algorithmes, validés par des implémentations matérielles et logicielles.
En s’appuyant sur ses plateformes et ses partenariats, Gipsa-lab garde un lien constant avec des applications dans des domaines très variés : la santé, l’environnement, l’énergie, la géophysique, les systèmes embarqués, la mécatronique, les procédés et systèmes industriels, les télécommunications, les réseaux, les transports et véhicules, la sécurité et la sûreté de fonctionnement, l’interaction homme-machine, l’ingénierie linguistique, la physiologie et la biomécanique…
De part la nature de ses recherches, Gipsa-lab est en relation directe et constante avec le milieu économique et la société.
Son potentiel d’enseignants-chercheurs et chercheurs est investi dans la formation au niveau des universités et écoles d’ingénieurs du site grenoblois (Université Grenoble Alpes).
Gipsa-lab développe ses recherches au travers de 16 équipes ou thèmes organisés en 4 pôles :
• Automatique et Diagnostic (PAD)
• Science des Données (PSD)
• Parole et Cognition (PPC)
• Géométries, Apprentissage, Information et Algorithmes (GAIA).
Le personnel accompagnant la recherche (38 ingénieurs et techniciens) est réparti dans les services communs répartis au sein de 2 pôles :
• Le Pôle Administratif et Financier
• Le Pôle Technique
Gipsa-lab compte environ 150 permanents dont 70 enseignants-chercheurs et 41 chercheurs. Il accueille également des chercheurs invités, des post-doctorants.
Gipsa-lab encadre près de 150 thèses dont environ 50 nouvelles chaque année. Toutes les thèses effectuées au laboratoire sont financées et encadrées par des enseignants-chercheurs et chercheurs dont 50 titulaires d’une HDR.
Enfin, une soixantaine de stagiaires de Master vient chaque printemps grossir les rangs du laboratoire.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Contraintes et risques
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