(H/F) Offre de thèse : Modèles de fondation pour la modélisation des interactions en robotique mobile a

Sujet de thèse :
Contexte scientifique
Les progrès récents en robotique mobile reposent largement sur les avancées conjointes de la perception, de l'apprentissage profond et de la commande. Toutefois, une limite majeure des systèmes actuels apparaît lorsque les robots évoluent dans un fluide, qu'il s'agisse de l'air ou de l'eau. Contrairement aux robots terrestres, la dynamique des robots aériens ou sous-marins est fortement couplée à son environnement à travers des interactions aérodynamiques ou hydrodynamiques complexes. Ces interactions sont non linéaires et dépendent de nombreux facteurs, tels que la géométrie du robot, les vitesses locales d'écoulement, les turbulences ou encore les perturbations extérieures.
Les approches de commande actuelles s'appuient généralement sur des modèles simplifiés reposant sur des coefficients aérodynamiques constants, des hypothèses quasi-statiques, des modèles potentiels ou des modèles empiriques identifiés expérimentalement. Si ces approximations sont suffisantes pour des tâches classiques de stabilisation, elles montrent rapidement leurs limites dans des environnements plus complexes, tels que le vol à proximité d'obstacles, les essaims de drones, les interactions avec le vent, la navigation en présence de vagues ou de courants marins, ou encore les opérations de manipulation sous-marine.
Parallèlement, les modèles de fondation (Foundation Models) ont profondément transformé plusieurs domaines de l'intelligence artificielle. Leur capacité à apprendre des représentations générales à partir de volumes massifs de données ouvre des perspectives inédites pour la modélisation des phénomènes physiques. L'idée centrale est qu'un modèle entraîné sur un vaste ensemble de simulations numériques, d'expériences instrumentées et de données embarquées puisse apprendre des représentations génériques des interactions locales entre un robot mobile et son environnement, transférables entre des plateformes robotiques de morphologies différentes.
De manière générale, la dynamique d'un robot peut être décrite par une équation différentielle représentant l'évolution de son état x en fonction des commandes u, des perturbations p et d'un terme d'interaction d. Selon le contexte, ce terme d'interaction peut représenter des phénomènes de nature très différente : interactions fluide-structure, interactions entre plusieurs robots, contacts avec un objet manipulé ou plus généralement toute interaction entre le robot et son environnement.
Dans le cas des robots évoluant dans un fluide, le terme d modélise les efforts aérodynamiques ou hydrodynamiques exercés sur le robot. Les approches classiques utilisent généralement des modèles analytiques fortement simplifiés, par exemple fondés sur une relation de proportionnalité avec la vitesse de rotation des propulseurs. Dans un contexte de robotique collaborative ou d'essaims, d décrit également les interactions entre robots : effets aérodynami
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Profil recherché :
Contraintes et risques :
NEANT

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