Navigation magnétique bio-inspirée H/F

Descripción del puesto:

Description du poste

Domaine

Mathématiques, information scientifique, logiciel

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Navigation magnétique bio-inspirée H/F

Sujet de stage

Le GPS est aujourd'hui largement utilisé pour la navigation terrestre, maritime et aérienne. Néanmoins, il présente plusieurs inconvénients : il nécessite une infrastructure très lourde, il ne fonctionne pas en milieu sous-marin et il peut être brouillé. C'est pourquoi une navigation « magnétique », i.e. exploitant le champ magnétique terrestre, est intéressante car elle est totalement passive et fonctionne dans tous les milieux. Une stratégie intéressante consiste à s'inspirer de la façon dont certains animaux (rouge-gorge, tortue de mer, saumon, …) exploitent ce champ pour parcourir de très grandes distances (plusieurs milliers de km).
Le but du stage est donc de mieux comprendre comment les animaux arrivent à naviguer sur de longues distances et de s'en inspirer pour développer des algorithmes de navigation magnétique.

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Des travaux antérieurs au sein du laboratoire ont permis de :
* Réaliser un premier état de l'art sur la navigation animale et les algorithmes bio-inspirés,
* Développer un simulateur (en langage Python),
* Programmer et tester quelques algorithmes bio-inspirés simples.
Nous avons ainsi montré qu'une navigation magnétique, par exemple basée sur la déclinaison et l'inclinaison du champ magnétique principal, est envisageable à condition de traiter un certain nombre de difficultés comme le calcul des gradients, la présence de minima locaux, l'absence de gradient dans certaines régions, la colinéarité des 2 gradients, la multiplicité des solutions à l'objectif, ….
Le travail du stage comportera les étapes suivantes:
* Affiner l'analyse des premiers résultats et proposer des pistes pour résoudre les difficultés citées précédemment,
* Programmer et tester d'autres algorithmes [2] [3].
* Se rapprocher des conditions réelles en rajoutant le champ magnétique généré par la croute terrestre et les perturbations temporelles issues de l'interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre.
Références
[1] J. T. Hagstrum, « Avian navigation: the geomagnetic field provides compass cues but not a bicoordinate "map" plus a brief discussion of the alternative infrasound direction-finding hypothesis », J Comp Physiol A, vol. 210, no 2, p. 295-313, mars 2024, doi: 10.1007/s00359-023-01627-9.
[2] X. Zhang, « Long distance geomagnetic navigation with enhanced multi-objective evolutionary computation », 2023.
[3] J. P. Gill et B. K. Taylor, « Navigation by magnetic signatures in a realistic model of Earth's magnetic field », Bioinspir. Biomim., 2024.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Python

Profil du candidat

Nous cherchons un candidat intéressé par une poursuite en thèse sur le même sujet.
Compétences nécessaires pour ce stage :
* Mathématiques, Optimisation, Théorie de l'Estimation
* Informatique: Python, Programmation orientée objet
* Autonomie, qualité rédactionnelle

Localisation du poste

Site

Grenoble

Localisation du poste

France, Auvergne-Rhône-Alpes, Isère (38)

Ville

Grenoble

Critères candidat

Langues

Anglais (Courant)

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Possibilité de poursuite en thèse

Oui