domaine aser a utomatique, s ystèmes e mbarqués, r obotique

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ASER

Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique

Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait

Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse

Projet (2012–2015)

1

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ASER

Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique

Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait

Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse

Projet (2012–2015)

2

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Composition de l’équipe en 2011

35 membres temporaires23 doctorants 4 post-doctorants1 ATER1 chargé de recherche contractuel

6 ingénieurs contractuels

15 membres permanents4 professeurs des universités1 directeur de recherche5 maîtres de conférences(dont 1 HDR)3 chargés de recherche(dont 1 HDR) 1 enseignant chercheur contractuel1 maître de conférences associé

3

4 Primes d’Excellence Scientifique (et PEDR) en 2011

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Evolution de l’équipe3 départs 1 enseignant chercheur contractuel (2008)

1 départ en retraite (2007) 1 mutation CNRS (2006)

3 recrutements 1 maître de conférences (2008)1 enseignant chercheur contractuel (2009)1 chargée de recherche (2010)

2 promotions 2 maîtres de conférences promus professeurs

1 accueil en délégation CNRS P. Vasseur (sept. 2009/10)

2 Habilitations à Diriger des Recherches (2007, 2009)

4

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Formation doctorale 30 thèses soutenues (2006-2010)

Durée moyenne des thèses 41 mois

FinancementMinistère, DGA, CNRS, Région Picardie, Europe, Cifre, INRETS, ANR, gouvernements étrangers

Devenir des docteursR&D privée (8), Enseignant-chercheur (7), Post-doc. (7), R&D publique (5), Chercheur (2)

5

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Bilan publications

6

2006 2007 2008 2009 2010 Total

ACL 8 12 11 11 8 50

% ACL extérieurs au laboratoire 38% 17% 27% 55% 50% 37%

ACTI 33 24 34 24 29 144

% ACTI extérieurs au laboratoire 27% 54% 29% 54% 52% 49%

ETP 8,5 8 7,5 7,5 7,5 39

ACL/ETP 0,9 1,5 1,5 1,5 1,1 1,3

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Responsabilités nationalesComités de sélection de programmes

• ANR blanc, PREDIT VTT

Conseil National des Universités• 1 membre

Section 07 du Comité National du CNRS• 1 membre (sept. 2000-juin 2006) et 1 autre membre

(depuis 2008)

Relations Internationales du Département ST2I• Oct. 2006-août 2009

Rayonnement scientifique (1/3)

7

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Pôle de compétitivité i-TransDirecteurs scientifiques adjointsComité scientifique et technique, comités de programme « recherche » « ferroviaire »

Pôle de compétitivité System@ticAnimateur GT « Diagnostic embarqué »

Groupements de recherche (GdR)Comités de direction : MACS (jusqu’en 2009), robotiqueet GdRE HamasytCo-animation du GT drones aériens

Rayonnement scientifique (2/3)

8

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Activités éditorialesEditeur Associé "Int. Journal of Adaptive Control and Signal Processing"Editeur de collection Hermès Science

Comités de programme des conférences dont CDC, ICRA, IROS, ITSC

14 conférences invitées

Rayonnement scientifique (3/3)

9

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Mobilité

Accueil de visiteurs 24 hommes-moisdont Australie, Brésil, Espagne, Mexique, Roumanie, Russie

Séjours à l’étranger Mexique Espagne Liban

10

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ASER

Collaborations internationales

Australie• Sydney

Japon

• Chiba• Kumamoto

Mexique • Mexico

Etats-Unis • Urbana • Champaign

Brésil

• Sao Paulo

Canada • Hamilton

Chine

• PékinLiban

• Beyrouth

11

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ASER

Collaborations européennes

Bulgarie• Sofia

Allemagne • Braunschweig• Berlin

Espagne

• Valence

Pays-Bas

• DelftSuède

• Lund

12

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ASER

5 Projets Européensdont 3 en cours

(+ 3 réseaux de recherche)

CESAR, CVIS, MEDIAMAP, MODSAFE, SAFESPOT,

EURNEX, ASIA GRID, HAMASYT

17 Projets Nationauxdont 9 en cours

CITYVIP, DIAFORE, DIAPA, GLMAV, HECOSIM, HORUS, IMOFIS, IRCAD, LOVE, MEMVATEX, MOBIVIP, PERCOIVE, RADARR, SAFECODE, SASHA, SCUAV, SECUGUIDE

10 Projets Régionauxdont 6 en cours

ACADIE, AFCIM, ALTO, SPICARAIL, VEHICULE AERIEN AUTONOME, OMNISUR, SEDVAC, TUCS, OSEO HORUS, PREVISIBILITE SUR ROUTE

12 Projets Industrielsdont 3 en cours

EADS, PSA, RENAULT, SFR, ORANGE, CETIM, GIMA, RATP, ROBOSOFT, ONERA

Projets ASER 2006-2010

13

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ASER

Projets de création d’entreprise Horus Hélicoptère d’observation robotisé

2 brevetsIncubateur centre d’innovation de l’UTC

ClosyCom Estimation de distance entre terminaux mobiles2 brevets soumis (fin 2009, courant 2010)Lauréat « OSEO-émergence » 2010

BrevetCNRS/UTC Gestion des imprécisions de datation

Valorisation et brevets

14

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Responsabilités établissement

Direction du laboratoire HeudiasycR. Lozano (de 1995 à décembre 2007)A. Charara (depuis 2008)

Direction de la fédération SHIC 3272 A. Charara (depuis 2009)

Animation du thème de recherche interdisciplinaire « transports, mobilité » de la fédération SHIC P. Bonnifait

15

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ASER

Spécialité du Master de l’UTC « Systèmes Intelligents pour les Transports »

P. Bonnifait

Filière en génie informatique « Systèmes temps-réel et informatique embarquée »

M. Shawky

Mastère spécialisé « Systèmes de transports ferroviaires et guidés »

W. Schön

Implication dans la formation

16

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Animation : séminaires, réunions de travail, réunions de domaines Priorités scientifiquesAllocations de thèse Demandes de postes

Participation à la politique du laboratoireComité de directionConseil scientifiqueConseil du laboratoire

Mise en œuvre de la politique du laboratoireSoutien missions : conférences, écoles thématiquesSoutien publications Suivi planning doctorants

Gouvernance

17

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ASER

Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique

Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait

Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse

Projet (2012–2015)

18

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ASER

Bilan scientifiqueObjectif

Maîtrise des systèmes dynamiques en interaction avec un opérateur humain

Axes de rechercheCommande et observation desystèmes dynamiquesPerception et fusion robotique Systèmes embarqués

19

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ASER

Permanents P. Bonnifait, P. Castillo, A. Charara, A. Victorino,I. Fantoni, R. Lozano, B. Vidolov

ObjectifsPilotage de systèmes complexes non linéaires, sous-actionnés, en présence de retardsDiagnostic de systèmes dynamiques

Orientations de rechercheApproche basée « modèle » Commande déterministe non linéaireObservation d’état

Axe 1 : Commande et observationde systèmes dynamiques

20

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ASER

ContributionsCommande de mini-drones aériens à voilure tournante

• I3S, ENSMP, MIT (Cambridge), U. Pennsylvanie (Philadelphia), U. Sydney, U. Chiba

Observation d’état pour la perception et la dynamique du véhicule

• ENSIETA, LSS, CRAN• MIPS, IFSTTAR, XLIM, U. Karlsruhe, U. Kobe, U. Delft

Lois de commande non linéaires gérant les saturations d’entrées et les retards

• UC Berkeley, Santa Barbara, Imperial College (Londres), U. Rome• LSS, INRIA Lorraine, U. Catholique Louvain

Axe 1 : Commande et observationde systèmes dynamiques

21

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ASER

Commande d’intégrateurs en cascade Fonctions de saturation séparéesPreuve de stabilité pour « n » intégrateurs Validation avec un quadrirotorInt. Journal of Robust and Nonlinear Control, 2010

Axe 1 : Commande et observationde systèmes dynamiques

22

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ASER

Permanents P. Bonnifait, P. Castillo, V. Cherfaoui, I. Fantoni, R. Lozano,A. Victorino

ObjectifsEtudier des méthodes multicapteurs pour la perception des robots mobilesEstimer des grandeurs pour la navigation à partir de mesures bruitées

Orientations de rechercheFiltrage probabiliste, méthodes ensemblistes et fonctions de croyance

Axe 2 : Perception et fusion robotique

23

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ASER

ContributionsLocalisation avec amers connus

• MIS, ISIR, MIT (Cambridge)

Navigation réflexe par flot optique• ISM, CEA, I3S, ETH (Zurich), U. Chiba

Intégrité de la localisation globale• UTT, Imperial College (Londres), U. Delft, U. Calgary, U. Stanford

Fusion multi-capteur en environnement dynamique• ENSMP, LIVIC, LASMEA, CMU (Pittsburg), MIT (Cambridge),

U. Stanford, U. Sydney

Localisation sur carte• LORIA, Imperial College (Londres), U. Loughborough, U. Calgary,

U. Princeton

Axe 2 : Perception et fusion robotique

24

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ASER

Localisation sur carte navigableFiltrage bayésien multi-hypothèseAssociation de donnéesQuantification de la confiancePrototype temps-réel

Démonstration au congrès IEEE IV 2008 (Eindhoven)IEEE Trans. on Intelligent Transportation Systems, 2007

Axe 2 : Perception et fusion robotique

25

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ASER

Permanents P. Barger, B. Lussier, M. Sallak, W. Schön, M. Shawky

ObjectifsConception de systèmes embarqués tolérants à l’imprévu Gestion des incertitudes sur les données de sûreté de fonctionnement

Orientations de rechercheArchitectures et ordonnancement temps réelUtilisation de fonctions de croyance

Axe 3 : Conception et analysedes systèmes embarqués

26

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ASER

ContributionsDiagnosticabilité d’architectures

• LAAS, LRI, UCSD (San Diego), DLR (Allemagne)

Gestion des imprécisions de datation• ETH Zurich

Sécurité intégrant le facteur humain• LAMIH, ENSMP (Sophia)

Incertitudes en sûreté de fonctionnement• UTT, CRAN, U. Duisburg-Essen

Ordonnancement temps-réel• INRIA (Sophia), CMU (Pittsburg)

Axe 3 : Conception et analysedes systèmes embarqués

27

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Garantie des délais de communication dans un réseau sans fil

Tâches critiquesRéordonnancement temps réelModification dynamique des prioritésPreuve par modélisation à évènements discretsJ. Wireless Comm and Networking, 2010

Axe 3 : Conception et analysedes systèmes embarqués

28

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Plateformes et démonstrateurs

Plateforme PACPUSAide à la conduite automobile

Plateforme ferroviaire Poste de supervision ferroviaire

Drones aériens Expériences en volière fermée

29

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ASER

Collaborations internes

30

ASER

Fusion distribuée

Fusion distribuée, Supervision aérienne

par drones communicants

Voiture cognitive

Projets inter-domaines

Vision pour la perception robotique

thèse

Adéquation algorithme-architecture

Projet européen

intégrité

30

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ASER

Faits marquants

UMI LAFMIA Mexique, depuis avril 2008Directeur : R. Lozano

2 projets intégrés européens 2006-2010

1 projet blanc Jeune Chercheur Depuis janvier 2009 A. Victorino

2 coordinations d’ANR

Ouvrage de synthèse [LOZA10, L] John Wiley

Prix de doctorants ION 2009, prix poster de l’UTC 2010

31

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ASER

Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique

Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait

Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse

Projet (2012–2015)

32

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Partenariat industriel à renforcer (commande non linéaire)

Aide d’un cabinet, projets collaboratifs avec des industriels

Mieux préciser le contenu scientifique de la thématique « systèmes embarqués »

Projet élaboré avec le conseil scientifique du laboratoire

Transfert de technologies et créations d’entreprisesPlusieurs brevets, 2 projets d’entreprises innovantes

Suivi des recommandationsdu Comité d’Evaluation 2006

33

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Forces 4 chercheurs CNRS Recherche collaborative 5 projets européens, 17 ANR

Laboratoire commun avec le Mexique UMI LAFMIA

Plateformes expérimentalesEmployabilité des docteurs dans le tissu industriel

FaiblessesFaible ratio partenariat direct / partenariat collaboratif

Auto-analyse (1/2)

34

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ASER

Auto-analyse (2/2)Opportunités

Arrivée d’une chargée de recherche en oct. 2010Investissements d’avenir RobotexCentre d’innovation et nouveau bâtimentCollaboration avec la Chine LIAMA, 3D MPR PékinPôles i-Trans et SystematicFédération SHIC/Collegium

MenacesMobilité des personnes en cours de contratRisques sur

• Capitalisation des connaissances • Continuité et évolution des plateformes et logiciels

35

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Domaine ASERAutomatique, Systèmes Embarqués, Robotique

Responsable de l’équipe : Philippe Bonnifait

Bilan (2006–2010)• Indicateurs• Bilan scientifique• Analyse

Projet (2012–2015)

36

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Enjeux et objectifs

Etudier des méthodes et dispositifs de contrôle pour des systèmes dynamiques en

• environnement ouvert• interaction avec d’autres systèmes

avec des opérateurs humains• présence d’incertitudes• étudiant les risques associés à leur fonctionnement• exploitant de nouvelles architectures embarquées

SystèmesDrones aériens, transport automobile et ferroviaire

37

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axes scientifiques

Perception robotique

Commande et observation

Systèmes embarqués

ASER

38

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 1 : Commande et observation

Permanents P. Castillo, A. Charara, J. De Miras, I. Fantoni, R. Lozano,R. Talj, A. Victorino, B. Vidolov

ObjectifsCommande et observation de systèmes complexesDiagnostic du comportement dynamique du véhicule

Evolution thématiqueFortes perturbationsSystèmes coopératifsSystèmes à structure variable prise de risque

39

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 1 : Commande et observation

Vol de drones en présence de ventVerrou

Méthodes robustes pour garantir la stabilité face à de fortes perturbations

Approche Commande non linéaireFonctions homogènes pour modéliser les saturations d’entréeSaturations adaptatives

PositionnementGIPSA, MIT (Cambridge), U. Sydney, U. Pennsylvanie (Philadelphia), U. Toronto, U. Georgia, U. Texas

40

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Navigation de véhicules volants organisés enflottille

VerrouGarantir la stabilité de la flottille malgré des pertes de communication

Approche Etudier conjointement des méthodes de commanderobuste et des protocoles de communication

OpportunitésAbondement Carnot avec ROProjet FP7 FLYSWARM

PositionnementLAAS, MIT (Cambridge), NASA,U. Princeton, Georgia Tech, U Séville

Axe 1 : Commande et observation

41

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 1 : Commande et observation

Diagnostic coopératif du comportement dynamique

VerrouEstimer des grandeurs avec peu de capteursDiagnostiquer en temps réel des situations à risque

Approche Observateurs robustes Estimation des efforts de contact pneus/chaussée

PositionnementGIPSA-LAB, MIPS, XLIM, IFSTTAR, U. Delft, U. Karlsruhe

42

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 2 : Perception et fusion robotique

PermanentsP. Bonnifait, P. Castillo, V. Cherfaoui, I. Fantoni, R. Lozano,A. Victorino

ObjectifsDévelopper des méthodes de perception pour la navigation autonome de robots mobiles

Evolution thématiqueExploiter en temps réel des connaissances a prioriEtudier des approches coopérativesQuantifier et augmenter la confiance de la perception

prise de risque

43

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 2 : Perception et fusion robotiqueFournir des régions de confiance pour lepositionnement global en temps réel

VerrouGérer les erreurs, défauts et manques de données

ApprocheContraintes géographiques Méthodes ensemblistes et crédibilistes

OpportunitésPredimap : STIC ASIENepira : FP7-GALILEO-2011-GSA

PositionnementIFSTTAR, Imperial College (Londres), U. Delft, U. Calgary,EPFL (Lausanne), U. Murcie

44

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 2 : Perception et fusion robotiqueCaractériser l’espace navigable en environnementouvert avec des obstacles mobiles

VerrouIntégrité des résultats

Approches Fusion de données• suivi de caractéristiques• grilles crédibilistes

Opportunités Constructeur automobile, MPR LIAMA

Positionnement INRIA (Rocquencourt), U. Munich,LAAS, CMU (Pittsburgh), U. Stanford

Pedestrian detection

confidence

Pedestrian recognition Confidence

45

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 2 : Perception et fusion robotiqueNavigation autonome 3D par vision embarquée

VerrouEnvironnement inconnu

Approches Algorithmique de la visionSLAM 3D à calcul embarqué

OpportunitéProjet Arthemis (ANR CONTINT)

Positionnement INRIA (Sophia), IRISA, TU Munich, MIT (Cambridge)U. Pennsylvanie (Philadelphia)

46

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Fusionner des informations dans un réseauad hoc

VerrouDévelopper des opérateurs de fusion distribuée robustesaux agrégations préalables et à la malveillance

ApprocheFusion locale et propagationOpérateur de fusion prudente

OpportunitéCollaboration DI/ASER/RO

Positionnement LAMIH, U. Sherbrooke, MIT (Cambridge), INRIA (Rocquencourt),

EPFL (Lausanne)

Axe 2 : Perception et fusion robotique

e

e?

47

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 3 : Systèmes embarquésPermanents

P. Barger, B. Lussier, M. Sallak, W. Schön, M. Shawky

ObjectifsSystèmes embarqués et applications critiquesVérification et évaluation en sûreté de fonctionnement

Evolution thématiqueNouveaux modèles d’exécution sur architecture multi-cœurGestion des incertitudes avec des fonctions de croyanceQuantifier et augmenter la confiance de la perception

prise de risque

48

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Axe 3 : Systèmes embarquésRendre robuste l’exécution d’algorithmes

VerrouFiabiliser l’exécution d’un programme dont l’analyse n’est pas exhaustive

ApprocheExploiter la redondance « multi-cœurs »Exécutions de variantes du programme

OpportunitéIRT SystemX

Positionnement DM group UCLA (Los Angeles), CEA-Leti, U. Purdue (Lafayette)

49

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Améliorer la sûreté de fonctionnement desystèmes mobiles

VerrousIntégrer les erreurs humainesGérer les incertitudes et la confiance sur les informations

ApprocheCompléter l’approche FRAM (Functional Resonance Accident Model)Utilisation de croyances

OpportunitéProjet ModSafe

Positionnement LAMIH, UT Troyes,DLR Braunschweig

Axe 3 : Systèmes embarqués

50

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Collaborations internes prévues

51

ASER

DI

ICI

RO

• fusion distribuée• perception robotique• fonctions de croyance

• systèmes distribués

• communication inter-drones

perception de scènes routières

Labex

51

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Collaborations externes prévues

52

ASER

LAFMIA Mexique

Robotex

LIAMAPékin

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Robotex

53

• Véhicules électriques équipés en perception et commande

• Flottille de mini-drones• Labo mobile

53

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Cibles industrielles

Constructeurs et équipementiers automobiles

Transports guidés

Gestionnaires d’infrastructure

Industriels de défense

54

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Prises de risque scientifique

55

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Commande de systèmes à structure variableVerrouTransition entre différents modesde fonctionnement

Approche Identification des modèlesGénération de trajectoireCommande non linéaire

Opportunité Projet ANR avec l’Institut Saint Louis

Positionnement U. Maryland, U. Sidney, MIT (Cambridge)

Systèmes à structure variable

56

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Améliorer la sécurité pour des applications critiquesVerrou

Environnement ouvert, impossible à couvrir complètement lors de la validationIncertitudes sur les données des capteurs

Approche Tolérance aux fautes par redondance matérielle et logicielle

Opportunité Projet Deufrako (KIT Karlsruhe)

Positionnement LAAS, ETH Zurich

Sûreté de fonctionnement pour la perception des systèmes mobiles

57

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

Labex

Maîtrise des interactions dans les systèmes de systèmes

• en environnement coopératif évolutif

• en intégrant les incertitudes

58

Evaluation AERES – 2 & 3 février 2011

ASER

59

BARGER Pavol

BONNIFAIT Philippe

CASTILLO Pedro

CHARARA Ali

CHERFAOUI Véronique

VICTORINO Alessandro

DE MIRAS Jérôme

FANTONIIsabelleLOZANO

Rogelio

SHAWKY Mohamed

SCHÖN Walter

VIDOLOV Borislav

SALLAK Mohamed

TALJ Reine

ASER

2011

LUSSIER Benjamin

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ASER

Merci de votre attention

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