Spécialité Systèmes Robotiques et Interactifs

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1 Spécialité Systèmes Robotiques et Interactifs Description / Mots clés Objectifs / Compétences S5 UEL1 Compl. de math UEOSI1 Economie et Gestion d entreprise 30h de soutien Informatique Physique Outils mathématiques pour l'ingénieur. Introduction à l économie : marchés et régulation, conjoncture et politiques économiques - Approche systémique de l entreprise : management et organisation - Introduction au droit des affaires : contrats, sociétés - Typologie et diversité des entreprises. Supports et modes de communication dans l entreprise Techniques de communication écrite et orale - Initiation et entraînement au compte rendu écrit et oral - Pratique de l'oral en binômes avec des aides visuelles Révision des outils mathématiques essentiels : dérivés, intégration, résolution d équation à plusieurs variables, calcul matriciel. Méthodologie de la programmation impérative - Structures de données élémentaires et complexes - Environnement de développement. Système UNIX Structure de la matière - Mécanique des Milieux Continus - Electronique numérique : de la logique à la mise en œuvre sur circuit logiques. Transformé de Laplace et de Fourier - Espaces vectoriels - Calcul matriciel - Calcul différentiel Probabilités. Connaissances des théories économiques récentes - Compréhension des notions de base en gestion : organisation, performance, stratégie, structure - Connaissances des éléments juridiques indispensables à la vie des affaires - Distinction des différentes formes organisationnelles de l entreprise. Initiation/perfectionnement pour la découverte de nouvelles activités ou la - Entraînement/compétition pour perfectionnement et participation aux Savoir communiquer dans l entreprise - Professionnalisme dans la présentation d un document de travail. Proposer une remise à niveau pour les étudiants venant en particulier des IUT. Concevoir des algorithmes - Acquérir une méthodologie de programmation efficace Savoir programmer en C Connaître le système d exploitation UNIX. Connaître la structure des métaux et polymères - Appréhender les relations entre la structure microscopique d un solide et ses propriétés - Appréhender les bases de la mécanique des milieux continus solides - Appréhender les connaissances de base de l électronique numérique. Maitriser les outils mathématiques de base indispensables à tout ingénieur et lui permettre d appréhender des notions plus spécifiques. UEST1 Modélisation et commande de systèmes I Traitement du signal Outils de modélisation informatique Généralités sur les systèmes dynamiques - Logique combinatoire et séquentielle - Machines à états finis. Modélisation et analyse des systèmes à temps continu. Signaux déterministes à temps continu et filtrage - Numérisation des signaux - Signaux déterministes à temps discret - Représentations temporelles et fréquentielles - Filtrage analogique et numérique - Analyse spectrale. Théorie des graphes - F-connexité - Parcours de graphe - Recherche de plus court chemin, d'arbres couvrants Flots PERTs - Coloration de graphes. Graphes en modélisation UML. Appréhender la modélisation et l analyse (d un phénomène, d un procédé, etc.) en combinant des techniques d Automatique à Événements Discrets et d Automatique Continue. Appréhender les outils de représentation des signaux et systèmes analogiques et numériques et effectuer les traitements de base tels que le filtrage et l'analyse spectrale numérique par FFT. Acquérir les notions fondamentales concernant les graphes, les problèmes classiques qu'ils posent ainsi que les algorithmes permettant de les résoudre - Appréhender et savoir utiliser la modélisation UML. Programmation orientée objet Concept «objets» simples - Programmation avec le langage Java. Maîtriser la notion d objet et les éléments de base de la programmation objet (méthodes, attributs, classes, associations, héritage, polymorphisme) - Savoir écrire des programmes simples en JAVA.

2 Gestion de projets Principes et techniques du management de projet - Outils et méthodes la gestion de projet - Utilisation d un outil logiciel de gestion de projet - Etude de la rentabilité et financement de projet. Savoir planifier l organisation d un projet en termes de délai, coût et ressources humaines - Connaître les différents types de ressources financières, maîtriser les principales notions comptables pour évaluer le coût d un projet. UEL2 plein air, - entraînement/compétition pour perfectionnement et participation aux Découverte de la diversité des interlocuteurs à convaincre - Techniques de négociation - Jeux de rôle. Capacité à conduire une discussion, à convaincre un interlocuteur en utilisant les mots justes, le ton approprié voir convaincre en milieu professionnel. Stage 1 Stage de 2 mois Stage recommandé (2 mois) - Découverte du milieu du travail et première approche des métiers. Comprendre les rôles des différents acteurs dans la branche de métiers visés. S6 UEOSI2 Informatique industrielle Ingénierie des systèmes Communication des systèmes Présentation générale de l architecture des calculateurs Codage des informations - Etude d un microcontrôleur et mise en œuvre - Entrées/sorties, acquisition et conditionnement des données par le biais des périphériques (CAN, CNA, PWM, Timers, etc.) Sûreté de fonctionnement - Ingénierie des systèmes - Ingénierie des exigences. Principes, vocabulaire et technologies de bases des réseaux - Modèle OSI - Protocoles (Ethernet, CAN, IP). Appréhender la problématique de l informatique industrielle. Comprendre le fonctionnement d un calculateur - Savoir utiliser un microcontrôleur pour traiter des entrées/sorties à l aide de convertisseur. Être capable d appréhender les fondements de la sûreté de fonctionnement, et plus particulièrement de l ingénierie systèmes, pour identifier les bonnes approches et pratiques pour concevoir des systèmes sûrs de fonctionnement. Appréhender les fondements des réseaux de communication usuels (locaux, Internet), et modèles multicouches - Savoir identifier les besoins et contraintes de fonctionnement d un réseau en vue de son analyse ou de sa conception (configurations et programmation de base d un réseau du niveau local jusqu au niveau Internet). Conception orientée objet Cycle de vie, Méthodes et Outils - Conception orientée objet (Classe, héritage, événements, etc.) - Programmation en langage Java Connaître les étapes de développement de logiciels - Acquérir les bases de la conception orientée objet i.e. «Penser Objet» - Maîtriser l environnement de développement Java. EST3 Modélisation et commande de systèmes II Introduction aux Systèmes Robotiques et Interactifs Problématique de la commande - Modélisation et mise en œuvre de commandes à événements discrets - Analyse de commandes à temps continu - Méthodes élémentaires de commande à temps continu. Introduction à la robotique - Introduction à l'imagerie numérique et au son - Notions d interface Homme-Machine. Appréhender la synthèse d une commande élémentaire sur un procédé ainsi que la mise en œuvre de celle-ci. Appréhender la problématique industrielle de la robotique (enjeux, technologies, outils de bases, interaction avec les autres systèmes) - Savoir utiliser un système d imagerie : optique, technologie des caméras - Appréhender la formation et acquisition des signaux vidéo et sonore - Appréhender et savoir développer une interface H-M.

3 Gestion d entreprise Stratégie d entreprise Marketing - Finance et contrôle de gestion. Savoir analyser l environnement concurrentiel de l entreprise. Savoir repérer les options stratégiques. Comprendre le détail des 4 P. Maîtriser les principales notions comptables et financières de l entreprise et savoir leur donner un sens par rapport à l activité UEL3 - entraînement/compétition pour perfectionnement et participation aux Séminaire de développement personnel : gestion du temps, découverte de soi, développement de sa dynamique créative, etc. - Jeu d entreprise : simulation de la vie de plusieurs entreprises en concurrence sur un même marché. Prise de décision sur la production, les finances, les ressources humaines et le marketing. Être capable de valoriser ses talents et potentiels de travail. Connaître les processus qui se développent dans une équipe de travail (décision, organisation, etc.) - Être capable d intégrer les différentes dimensions (techniques, financières, humaines) d une décision de gestion Initiation à la recherche et TER Bibliographie scientifique, rédaction de document scientifique. Savoir se servir des méthodes de recherche bibliographique - Comprendre la structure de la recherche institutionnelle - Apprendre à s approprier un sujet et poser un regard critique. S7 UEST4 Modèles pour le parallélisme Programmation avancée Limites des modèles de machines à états - Formalismes pour la modélisation des systèmes séquentiels à évolutions parallèles : Statecharts, Grafcet, réseaux de Pétri - Spécificités (synchronisation, partage de ressources, parallélisme) - Propriétés (réinitialisabilité, vivacité, accessibilité) - Méthodes de vérification - Techniques de mise en œuvre matérielle et logicielle. Langages C++ et Python - Comparaison de ces deux langages du point de vue de la performance et de l'expressivité. Identifier les avantages/inconvénients des formalismes Statecharts, Grafcet et Réseaux de Petri - Appréhender les méthodes de conception et de mise en oeuvre de systèmes de commande à évolutions parallèles. Maîtriser C++ et Python - Comprendre et savoir trouver le meilleur compromis performance/expressivité. Estimation et optimisation Variables et signaux aléatoires - Définition et propriété des estimateurs aléatoires - Programmation linéaire et non linéaire. Appréhender l estimation d un modèle statique dans un cadre aléatoire - Connaître les outils de base pour proposer et caractériser un estimateur - Appréhender un problème d optimisation et sa modélisation. Identifier les principes et les algorithmes fondamentaux d'optimisation (programmation linéaire, non-linéaire et quadratique) - Appréhender les liens entre estimation et optimisation -Comprendre les enjeux pour la robotique. UEST5 Robotique Industrielle Automatique avancée Modélisation et commande des robots manipulateurs - Génération de trajectoires - Intégration du robot dans la chaîne industrielle. Identification paramétrique par la méthode des moindres carrés (contexte déterministe) - Compléments sur la commande à temps continu - Commande par calculateur. Savoir modéliser et commander un robot manipulateur pour la réalisation de tâches industrielles - Identifier et savoir résoudre les problèmes liés à la robotisation en milieu industriel. Appréhender la problématique de l identification de modèles - Synthétiser et mettre en œuvre une commande analogique ou par calculateur (avec problèmes typiques de la robotique).

4 UEL4 Qualité Enjeux du management de la qualité - Approches Qualité - Assurance Qualité Système Documentaire Qualité - Outils d amélioration continue - Mécanismes d accréditation. - Entraînement/compétition pour perfectionnement et participation aux Comprendre les principes de la gestion de la Qualité - Développer un plan de Qualité comprenant l assurance et le contrôle de la Qualité - Utiliser ISO Définir un ensemble d indicateurs de Qualité Stage 2 Stage de 3 mois Découverte du milieu du travail et première approche des métiers Appréhender les outils les méthodes de travail du domaine Programmation multitâche et systèmes temps réel Introduction au parallélisme (processus et ressources) Programmation et synchronisation des processus sous UNIX - Analyse et mise en œuvre des mécanismes - Temps Réel (principes, mécanismes, exécutif TR, algorithmes d ordonnancement) - Applicabilité au moyen d un noyau TR sous Linux. Etudier les concepts et les outils logiciels pour l écriture de programmes parallèles notamment dans l environnement UNIX - Etudier les concepts de base du fonctionnement des systèmes multitâches temps réel (TR) - Application pour la commande d un système TR avec Linux TR. S8 UEST6 Intelligence artificielle et recherche opérationnelle Concepts de base des systèmes décisionnels et algorithmes dédiés - Problèmes de satisfaction, de partitionnement, d'ordonnancement - Méthodes complètes et locales de recherche de solution dans des graphes - Notion de contraintes et programmation CSP. Connaître les différents modes de représentation et de raisonnement pour des systèmes décisionnels - Connaître quelques principes mis en oeuvre dans le domaine de la recherche opérationnelle (méthodes complètes et locales de recherche de solution dans des graphes). Apprentissage, classification et graphes bayésiens Bases pour l apprentissage artificiel et la reconnaissance des formes à partir de données nominales (espace des versions, apprentissage d'arbre de décisions) et numériques (K plus proches voisins, apprentissage non supervisé, réseau de neurones, recherche de séparateurs linéaires-svm) - Approche Bayésienne du raisonnement et de l apprentissage. Connaître les bases pour l apprentissage artificiel et la reconnaissance des formes à partir de données nominales et numériques - Connaître l approche Bayésienne du raisonnement et de l apprentissage. Robotique mobile Modélisation, localisation et navigation des robots mobiles - Commande référencée capteur - Acquisition de données 3D par capteurs extéroceptifs, étalonnage associée, applications de perception 3D pour la robotique mobile. Appréhender les techniques sous-jacentes à la navigation de robots mobiles et savoir les mettre en œuvre - Mettre en œuvre et maîtriser un système d acquisition de données 3D. UEST7 Traitement et synthèse de la parole Traitement et synthèse des images Analyse temporelle et fréquentielle d un signal sonore - Modélisation statistique - Modélisation du langage Transcription automatique de la parole - Synthèse à partir de texte. Synthèse des images - Filtrage linéaire et non linéaire des images - Morphologie mathématiques - Segmentation d images. Connaître les modèles acoustiques et les modèles de langages de l état de l art - Savoir réaliser un système de traitement automatique de la parole : de la paramétrisation à la reconnaissance - Comprendre la synthèse vocale à partir de texte. Appréhender les techniques courantes de synthèse des images - Maîtriser les techniques avancées de filtrage et de segmentation appliquées à l imagerie.

5 UEL5 Innovation et législation Innovation, organisation et enjeux - Droit de l innovation et de la propriété industrielle - Innovation et stratégie - Financement de l innovation et de la création d entreprise - Business plan, processus de formalisation de la stratégie des porteurs de projet : structure et contenu. Être capable de monter et de gérer un projet d innovation - Être capable de porter un projet de création d entreprise ou de développement d activité. Image et vision par ordinateur Segmentation visuelle avancée et métrologie - Techniques d analyse vidéo - Transformées mathématiques - Apprentissage et vision. Maîtriser les techniques avancées de segmentation, de suivi visuel - Appréhender les techniques récentes d apprentissage appliqué à la vision. S9 UEST8 Interaction multimodale et dialogue Spécification et conception de systèmes centrés sur l interaction Homme-Machine et le dialogue oral - Intégration de différentes modalités de communication - Stratégie de gestion de l interaction et de la multimodalité - Méthodologies de développement et d évaluation. Etre capable de concevoir, développer un système interactif mettant en jeu différentes modalités de communication (verbale, gestuelle, tactile,...), de prendre en compte les spécificités liées à un utilisateur humain, et de savoir évaluer les performances de ces systèmes. UEST9 Robotique avancée Robotique humanoïde et interactive - Planification de mouvements - SLAM et estimation stochastique - Fonctions de perception 3D pour la robotique - Supervision pour la robotique autonome - Simulation pour la robotique. Appréhender les techniques pour la robotique humanoïde et interactive - Comprendre l algorithmique du mouvement - Approfondir les techniques sous-jacentes à la navigation autonome - Connaître les principaux outils de simulation dédiés à la robotique - Appréhender les techniques de perception avancée pour la robotique autonome. UEST10 Conception et intégration de systèmes critiques Systèmes interactifs ambiants Organisation de projets - Sureté de fonctionnement - Simulation et prototypage rapide. Instrumentation et Réseaux de capteurs Fusion de données hétérogènes - Systèmes de Communication distribuée - Systèmes Multi-agents réalité virtuelle et simulation de systèmes complexes. Maitriser l organisation de projets (processus de la sûreté de fonctionnement, qualité) et les processus de simulation, tests et prototypage virtuel. Concevoir et développer des applications dans un environnement instrumenté dans lequel évolue l'homme - Permettre au système de s'autoadapter et auto-organiser pour percevoir, décider, agir en fonction d'un ensemble de situations réelles ou simulées.