[rilk-poste] Poste Conception et Implémentation d'un capteur auditif bioinspiré reconfigurable pour le robot humanoïde HRP2

Conception et Implémentation d'un capteur auditif bioinspiré reconfigurable pour le robot humanoïde HRP2 Post-Doc DeadLine: 31/03/2010 patrick.danes@laas.fr http://www.laas.fr Post-Doctorat LAAS-CNRS, Groupe RAP Début : fin 2009 / début 2010 -- Durée : 18 mois Rémunération : 2500EUR bruts mensuels Contact : Patrick Danès MCf LAAS-CNRS & Université Paul Sabatier Toulouse Mél : patrick[DOT]danes[AT]laas[DOT]fr Thème : Conception et Implémentation d'un capteur auditif bioinspiré reconfigurable pour le robot humanoïde HRP2 L'Audition en Robotique (“Robot Audition”) est une thématique relativement récente. La modalité auditive, quasi-omnidirectionnelle et insensible aux conditions d'illumination, constitue un complément idéal à la vision. Dans le contexte très actuel de l’Interaction Homme-Robot, l’audition peut permettre de localiser un locuteur se situant en dehors du champ de vision du robot, de le reconnaître, d'extraire son message de l'environnement, pour ensuite en interpréter les demandes, reproduisant ainsi certaines capacités perceptuelles humaines encore très peu transposées à la Robotique. On distingue deux approches du problème. L'une est basée sur l'utilisation d'un réseau de microphones. La redondance d'information est alors exploitée de façon à améliorer les propriétés du capteur (résolution de la localisation de sources, potentialités en terme de filtrage spatial, robustesse au bruit,...). Dans cette veine, le LAAS-CNRS a développé un capteur auditif intégré sur la base d'une antenne linéaire de 8 microphones et d'une unité de traitement FPGA, ainsi que des primitives de localisation et de filtrage spatial. La seconde approche s'inscrit dans la problématique de l'audition binaurale. Plusieurs réalisations consistant à munir une tête de deux oreilles ont été proposées en Robotique, respectant à des degrés divers un certain biomimétisme. Néanmoins, l’exploitation actuelle d’indices bioinspirés peut nécessiter un modèle très précis de la propagation ou une identification soignée, généralement en chambre anéchoïque, des modifications induites par la présence de la tête. On relève par ailleurs une réelle difficulté d’adaptation de ces systèmes à des environnements réels inconnus a priori. En résumé, les performances des solutions biomimétiques actuelles pour localiser et extraire des sons de l'environnement d'un robot demeurent contrastées. L'objectif de ce séjour post-doctoral est de concevoir et implémenter un capteur bioinspiré pour le robot humanoïde HRP2 hébergé par le LAAS-CNRS. Ce capteur fonctionnera selon les fondements géométriques et computationnels mis en jeu chez l'humain. Ainsi, la tête de HRP2 sera équipée de deux pavillons reproduisant le filtrage spatial effectué par nos oreilles. De même, la transduction physico-électrique effectuée dans l’oreille interne reproduira fidèlement certaines des fonctions réalisées chez l’humain (e.g. représentation tonotopique des fréquences dans la cochlée, réponse globale des cellules ciliées aux basses fréquences, etc.). Le capteur sera embarquable et reconfigurable, afin de permettre la réalisation d'expérimentations sur le robot ainsi que les itérations et ajustements nécessaires à la convergence vers une conception "optimale". Sur cette base sensorielle, des indices sonores bioinspirés (différences interaurales en amplitude et phase, indices spectraux monoraux, etc.) seront générés, sur lesquels reposera la localisation. Un objectif est bien sûr d'évaluer en quoi un biomimétisme important peut permettre la définition de stratégies de localisation et d’extraction précises et robustes aux environnements variables et évolutifs typiques de la Robotique. Ces objectifs scientifiques recouvrent un volet logiciel important, mais aussi une composante matérielle significative (conception de l'usinage des pavillons, sélection des transducteurs, numérisation des signaux, éventuel câblage des traitements sur FPGA si leurs tests hors-ligne s'avèrent concluants, etc.). On s'appuiera en partie sur les réalisations déjà effectuées au LAAS, et sur le support du service Informatique et Instrumentation du laboratoire. Le travail développé durant ce séjour post-doctoral s'inscrira dans un projet interne au LAAS-CNRS, mais aussi dans le projet ANR BINAAHR (BINaural Active Audition for Humanoid Robots), récemment accepté dans le cadre du programme blanc international franco-japonais. http://gdr-isis.org/rilk/gdr/Kiosque/poste.php?jobid=3441