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Défis scientifiques

Stratégie 2013 - 2017

Visualisation de surface alégbrique © INRIA Projet GALAAD

Dans son Plan stratégique 2013 - 2017, le centre de recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée définit trois axes structurants et cinq actions pour répondre à la fois au Plan stratégique d'Inria et pour structurer la mise en oeuvre d'une politique partenariale sur les territoires où le centre est implanté. Ces 3 axes sont décrits ci-dessous :

  • Communication et calcul omniprésents
  • Médecine et biologie computationnelles
  • Modélisation, simulation et interaction avec le monde réel

Communication et calcul omniprésents 

Les réseaux et les entités mobiles fortement hétérogènes se déploient rapidement et leur complexité s'accroît. Leur bon fonctionnement et la transparence de leur usage constituent des enjeux vitaux pour nos sociétés dans la mesure où les services et applications qui les utilisent requièrent un réseau omniprésent, sûr et fiable. Faire fonctionner ces réseaux hétérogènes complexes est un défi scientifique majeur qui nécessite le développement de recherches fondamentales et appliquées en conception des architectures et des protocoles, ainsi qu’en dimensionnement, optimisation et planification des réseaux. Celles-ci doivent s’appuyer sur l’algorithmique, l’évaluation des performances, la simulation, les méthodes formelles et les plates-formes d’expérimentation.

En vue d’utiliser correctement et efficacement ces réseaux, les recherches du Centre s'articulent autour de trois axes principaux :

  • sécurité, confiance (sécurité du logiciel, preuve sur des propriétés de code exécutable, etc.) et robustesse (tolérance aux pannes),
  • nouvelles architectures de réseaux  (réseaux-sur-puce, pair-à-pair, réseaux auto-organisés, réseaux de recouvrement (overlay computer/network), grilles de calcul, etc.) et découvertes de ressources,
  • intégration de connaissance et de service dans des réseaux de service et de communauté à travers le Web sémantique.

Médecine et biologie computationnelles

L'objectif est de concevoir, implémenter, et contrôler des modèles numériques et informatiques de systèmes vivants aussi variés que des écosystèmes microbiens, des organes du corps humain ou une forêt, et d'en identifier les paramètres grâce à des mesures multimodales (imagerie, signaux biologiques, biochimiques, etc.). Ces modèles sont appelés computationnels (ou calculatoires) car ils permettent à la fois de décrire un système vivant et de le simuler sur un ordinateur. Ces recherches impliquent l'étude et le développement de nouveaux outils mathématiques et algorithmiques en collaboration avec plusieurs disciplines connexes (biologie, médecine, physique, chimie, etc.), et impliquent la modélisation géométrique et statistique de formes complexes, la modélisation de processus physiologiques complexes, la construction de représentations multi-échelles, la résolution de problèmes inverses et l'assimilation de données par des méthodes déterministes ou stochastiques.

Le Centre se focalise sur quatre axes :

  • modélisation computationnelle de systèmes biologiques, anatomiques et physiologiques
  • imagerie et robotique médicales qui avec l’aide de l’axe précédent ont pour objectif l'assistance au diagnostic et à la thérapie personnalisée
  • neurosciences computationnelles, depuis la modélisation et la mesure de l'activité neuronale jusqu'à la conception de systèmes de calcul et de communication bio-inspirés
  • modélisation des plantes et des écosystèmes dans un contexte de développement durable.

Modélisation, simulation et interaction avec le monde réel

La simulation numérique est devenue un élément clé pour la compréhension, la modélisation, la conception ou le contrôle de phénomènes physiques, biologiques ou sociétaux. Bien établi dans les processus industriels sophistiqués (spatial, transport, énergie, etc.), la modélisation et la simulation numérique vont être de plus en plus utilisées dans des secteurs de plus en plus variés (management du risque, sécurité industrielle, urbanisme, intervention chirurgicale, rééducation fonctionnelle, jeux, etc.). Pour nombre d’entre eux, la dimension supplémentaire de l’interaction est fondamentale. Cette interaction entre virtuel et réel sur des niveaux aussi bien physiques que cognitifs nécessite alors la création et le rendu audiovisuel d’environnement virtuel ou augmenté et la réalisation des conditions haptiques d’interaction temps réel avec l’utilisateur intégrant des conditions de leur évaluation. Sur un autre plan la robotique est aussi une discipline où la modélisation et la simulation jouent un rôle croissant y compris sur la facette interaction « robot-humain » en vue notamment du développement de nouveaux robots de services.

Le Centre se focalise sur quatre axes :

  • modélisation stochastique ou multi-échelle pour la simulation de phénomènes complexes ou de très grandes dimensions,
  • modélisation géométrique, rendu multi-modal interactif et développement de plates-formes technologiques de démonstrateurs
  • construction de modèles réalistes à partir de données, images, sons et vidéo du monde réel
  • robotique de rééducation dans des espaces immersifs.

Mots-clés : Stratégie Centre de recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée

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