Stage M2 réalité mixte - Arts et Métiers (ENSAM)

Contexte

Le stage proposé a pour contexte le projet JENII (Jumeaux d’Enseignement Numériques Immersifs et Interactifs) et a pour objectif de développer des jumeaux numériques de process présents à l’ENSAM. En particulier, le campus de Cluny des Arts et Métiers développe le jumeau numérique de l’usinage. Il s’agit d’un projet associant les laboratoires LiSPEN (sciences de l’ingénieur en immersion virtuelle et intelligence artificielle) de Chalon sur Saône et LABOMAP (LaBoratoire des Matériaux et Procédés) de Cluny.

Ce jumeau numérique a pour ambition de proposer aux apprenants une formation à l’utilisation de la machine-outil, avec une possibilité de rendu en réalité virtuelle (RV) pour des étudiants à distance, et en réalité augmentée (RA) pour des étudiants en présentiel.

La partie jumeau réel est déjà développée par le LABOMAP. La partie jumeau numérique est en cours de développement, avec le rendu RV associé. Le stage proposé concerne la partie rendu RA des informations provenant de la machine (indiquées dans le cadre orange de la figure ci-dessus).

Il est envisagé de développer une application de réalité augmentée qui permettra à l’utilisateur (étudiants, enseignants) :

• de visualiser sur la machine-outil directement les différentes informations provenant de la machine, sans passer par l’écran de contrôle, pour des questions d’ergonomie ;

• d’interagir avec ces données ;

• de personnaliser l’affichage et l’interaction selon le profil de l’utilisateur.

Les problématiques scientifiques identifiées sont liées à la visualisation de données dans un environnement contraint (dû entre autres à la conception de la machine, aux produits de lubrification qui peuvent obstruer la vue), avec une problématique d’ergonomie liée à ces contraintes, permettant un usage optimal de la machine-outil en opération.

Description du sujet

Le stage proposé s’inscrit dans le contexte décrit précédemment. Le stagiaire aura pour missions de :

• Test de différentes solutions technologiques pour visualiser des informations provenant d’une machine-outil (vitesses de coupe, ...) sur l’espace de travail de la machine, et proposition de préconisations sur le matériel

• Implémentation et test d’un tracking de l’utilisateur devant la machine-outil pour une visualisation et une interaction optimales (par exemple, informations affichées au « bon endroit » pour l’utilisateur). Des outils d’intelligence artificielle pourront être envisagées le cas échéant pour améliorer le positionnement des informations

• Développement d’une interface utilisateur personnalisée selon le profil de l’utilisateur et des scénarii à définir

• Mise en œuvre d’un protocole pour l’évaluation de l’application

• Validation sur un panel utilisateur avec modifications éventuelles de l’application en fonction des retours d’évaluation

Les technologies mises en œuvre pourront être les suivantes :

• technologies de réalité augmentée/mixte ;

• modélisation 3D avec les logiciels 3DSMAX ou Blender

• développement avec Unity 3D.

Livrables, résultats attendus

• Etat de l’art : solutions de visualisation et d’interaction avec des données en réalité augmentée (cas de l’usinage et cas plus généraux), impact sur l’ergonomie et la performance des opérateurs

• Preuve de concept et démonstrateur : application de réalité augmentée/mixte, protocole d’évaluation de l’application

Profil attendu

Master M2 dans le domaine de l’informatique, génie logiciel. Des connaissances dans le domaine du développement d’applications en 3D temps réel (type réalité virtuelle/augmentée) et intelligence artificielle seront appréciées.

Lieu de réalisation

Institut Arts et Métiers de Chalon-sur-Saône et/ou campus Arts et Métiers de Cluny

Contacts

• Jean-Rémy Chardonnet (jean-remy.chardonnet@ensam.eu)

• Guillaume Fromentin (guillaume.fromentin@ensam.eu)

• Jérémy Plouzeau (jeremy.plouzeau@ensam.eu)