Ingénieur de recherche H/F en calcul scientifique et traitement d’images

Missions :
La personne recrutée rejoindra le département AS2M de l’Institut FEMTO-ST et prendra part au projet VERNIER. Ce projet développe des techniques de pointes pour la mesure simultanée des positions et des orientations aux petites échelles en utilisant des marqueurs spécifiques attachés aux objets d’intérêt. Il est ainsi possible de mesurer la pose d’objets avec une résolution atteignant le nanomètre en microscopie optique et holographique [1]. Une bibliothèque C++ regroupant les principales méthodes a été mise en ligne sur GitHub en 2023 sous licence GPL (https://github.com/vernierlib). Cette bibliothèque est aujourd’hui utilisée dans de nombreux projets de recherche et collaborations industrielles mais toujours en mode hors ligne, le temps de calcul actuel étant de l’ordre du quart de seconde. En d’autres termes, les images sont enregistrées à la vitesse exigée par l’application sans aucun traitement, puis les positions et orientations sont calculées pour chaque image. Cette procédure est compatible avec les tâches de caractérisation et de mesure mais ne peut être utilisée avec de nombreuses applications qui nécessitent un calcul à cadence vidéo comme la commande de robots, le stitching, la chirurgie naviguée, ou encore la microscopie corrélative. Les principales missions de l’ingénieur seront 1) d’augmenter la rapidité de traitement de la bibliothèque VERNIER via un portage sur GPU, 2) d’intégrer le traitement d’hologrammes, 3) de multiplier les interfaces (python, C#) pour en faciliter son utilisation et son intégration, et 4) de réaliser un démonstrateur et de le présenter dans des salons industriels.

[1] B. Ahmad, P. Sandoz, and G. J. Laurent, “6-DoF Motion Capture with Nanometric Resolutions over Millimetric Ranges Using a Pseudo-Periodic Encoded Pattern,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2024.

Activités :
1) Porter sur GPU : accélérer la vitesse de traitement pour atteindre 100 Hz. Les méthodes doivent être portées sur GPU pour atteindre la cadence vidéo et répondre pleinement aux besoins des cibles visées.
2) Développer : étendre la bibliothèque Vernier à la partie holographique pour la métrologie 3D des robots de précisions. La mesure 2D est aujourd'hui pleinement intégrée à la bibliothèque C++ mais la mesure 3D à haute précision, basée sur une imagerie par holographie digitale est actuellement réalisée en partie sous MATLAB.
3) Interfacer : réaliser des binding python et C#. L’ensemble des traitements sera réalisé en C++ mais les algorithmes devront être utilisables sous python et C#.
4) Réaliser un démonstrateur : communiquer vers les industriels via des salons et des vidéos. Afin de faire connaitre la bibliothèque, un démonstrateur pour les salons industriels sera conçu et réalisé.

Contexte de travail :
Ce CDD est une opportunité unique pour découvrir le monde la recherche et travailler dans un milieu stimulant intellectuellement. L'institut FEMTO
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