Durant ses trois années de thèse au sein du laboratoire LiRis¹, Fabien Baradel a tenté d’éduquer des algorithmes à la gestuelle humaine. Non pas pour les implémenter à des robots humanoïdes, mais pour faire évoluer les performances de l’analyse automatique vidéo et améliorer la sécurité des individus. Récemment récompensé pour son travail de thèse soutenu en 2020, c’est entre l’INSA Lyon, le Canada et les bureaux d’un des géants de l’internet que Fabien a fait mouliner les neurones de ses ordinateurs pour transformer l’analyse vidéo en un outil d’aide à la décision. Explications. 

De la vidéo, partout et pour tout
500 heures par minute. C’est la quantité vertigineuse de contenu vidéo déposée chaque minute sur la plateforme YouTube, à elle seule. Sur internet ou dans le monde réel, le format vidéo est un outil presque systématique : communication, divertissement, surveillance, santé… Aujourd’hui, le nombre de contenus dépasse très largement le temps et le personnel disponible pour visionner, traiter et exploiter ce contenu massif en constante augmentation. Pourtant, leur compréhension automatique pourrait impacter plusieurs domaines d’applications en démultipliant le potentiel de l’outil. « Si l’on prend l’exemple des caméras de surveillance qui génèrent beaucoup de contenu qui ne sera presque jamais examiné, l’analyse vidéo automatique peut permettre de repérer les comportements suspects et éviter les incidents en avertissant le personnel de sécurité. Pour cela, il nous faut développer des algorithmes capables d’identifier les actions humaines. Aujourd’hui, des applications logicielles sont capables de générer automatiquement des descriptions globales du déroulement d’une vidéo, mais les algorithmes développés sont loin de comprendre finement l’action en train de se faire », explique Fabien Baradel, docteur INSA Lyon et désormais chercheur au centre de recherche grenoblois Naver Labs.

Des intelligences à la mémoire courte
Pour les algorithmes, il existe plusieurs niveaux de reconnaissance et de compréhension. Et il semblerait que le niveau de granularité des informations manipulées par ceux que nous côtoyons le plus souvent, ne soit pas particulièrement fin. « La plupart des algorithmes que nous utilisons au quotidien peuvent détecter des concepts, plus que des détails. Ils sont capables d’identifier que telle vidéo traite de football ou de tennis, mais ils ne sont pas en mesure de cerner le détail des actions comme une passe ou un service. Ils détectent le b.a.-ba et les objets qu’ils ont l’habitude de voir. Ce qu’ils ne connaissent pas est invisible pour eux », poursuit Fabien.
Alors comment permettre à une machine de comprendre la gestuelle humaine, par essence … humaine ? « Un algorithme de deep-learning a besoin d’être nourri en permanence pour être efficace. À force de répétition, il devient capable de reconnaître si c’est un chat ou un chien qui apparaît à l’image, car il a vu beaucoup d’images différentes de ces animaux. Mais c’est un peu comme une plante en pot : si le substrat est bon, elle continuera de grandir, mais si la terre manque de nutriments, elle finit par s’éteindre : un algorithme a besoin d’entretien pour fonctionner. Dans le cas de notre travail de recherche, il était tout bonnement impossible de faire apprendre tous les gestes qu’il existe d’humains sur Terre », explique l’ancien doctorant.

L’humain, la gestuelle et l’objet
Fabien Baradel a donc passé trois années à enseigner à ses algorithmes les subtilités du geste humain à travers le plus grand des miroirs : le regard. « Puisque la reconnaissance fine de l’action humaine était un objectif bien trop titanesque, nous avons mis l’accent sur l’interaction entre l’individu et les objets. Nous avons entraîné les algorithmes à reconnaître d’abord la pose humaine articulée, puis à déduire les interactions importantes à travers l’espace. Plus concrètement, nous nous sommes basés sur le principe de l’attention visuelle : si l’individu se met en mouvement dans une scène, l’algorithme se concentrera sur les parties du corps en action. Ce que nous avons surtout réussi à développer, c’est une méthode capable d’identifier automatiquement une information, à l’aide du contexte de la vidéo. La mise en évidence de ce mécanisme a permis d’améliorer les performances d’analyse, mais il reste encore un peu de chemin avant l’ère de la compréhension automatique ultra précise. Et puis en matière d’algorithme informatique, rien n’est jamais fini », prévient-il.

Segmenter pour mieux filtrer
La recherche pour la compréhension automatique des contenus vidéo semble donc avoir encore quelques années devant elle avant que les modérateurs de plateformes telles que YouTube puissent s’affranchir des nombreuses heures de visionnage de contenus violents et inappropriés. « Nous faisons aujourd’hui des choses incroyables en la matière par rapport à ce que nous faisions il y a dix ans. Le deep-learning a besoin de beaucoup de pouvoir de calcul qui prend souvent plusieurs jours, ça n’est pas de la magie. J’ai bon espoir que ce travail serve à soulager l’humain dans les domaines où la vidéo a une place importante. Par exemple, dans l’automobile et plus précisément dans le développement de l’aide à la conduite. S’appuyer sur des algorithmes pour détecter les piétons et estimer leurs trajectoires permettrait de mieux adapter la vitesse du véhicule et réduire le risque d’accident. Je n’ose pas réfléchir à toutes les possibilités d’applications, mais je sais qu’elles sont infinies ! », conclut Fabien Baradel.

 ¹Laboratoire d’Informatique en Image et Systèmes d’Information (CNRS / INSA Lyon / Université Claude Bernard Lyon 1 / Université Lumière Lyon 2 / École Centrale de Lyon)

Doctorante en deuxième année au laboratoire MATEIS¹ et professeure vacataire au département FIMI, Mathilde Maillard est également l’animatrice des podcasts « Bien dans ma thèse ». Représentante des doctorants de son laboratoire à l’École Doctorale Matériaux², elle a dû réagir tout de suite pour accompagner ses collègues doctorants dans la continuité de leurs travaux de recherches, à distance. Podcasts ou rendez-vous live, elle a pris à bras le corps les problématiques auxquelles sont confrontés les doctorants confinés : organisation de travail bouleversée, vie académique à l’arrêt et motivation parfois en rémission. Interview.
 
Vous êtes actuellement doctorante en deuxième année au laboratoire MATEIS. Le confinement a bouleversé les quotidiens de chacun. Comment vous êtes-vous préparée à aborder le travail d’une doctorante confinée sereinement ? 
Il a fallu s’organiser pour gérer cette période car, contrairement à l’idée reçue, le doctorant n’est pas un scientifique isolé qui travaille toujours dans son coin ! On travaille en équipe, au sein d’un laboratoire de recherche alors, il a fallu que je réfléchisse à un nouveau plan. Je travaille sur une technique de fabrication additive pour des applications biomédicales. Comme la plupart des doctorants de deuxième année, je n’en suis pas encore à la phase de rédaction de ma thèse mais bien aux essais d’impression 3D, en laboratoire. J’aurais dû effectuer des manipulations pour générer les données qui valideront mes écrits, alors mes travaux sont très impactés par le confinement. Cependant, c’est une situation de laquelle j’essaie de tirer parti au maximum, notamment en développant mes podcasts, « Bien dans ma thèse », destinés aux doctorants et aux futurs doctorants. Aussi, je continue à me former à travers des formations en ligne. Comme le dit mon directeur de thèse, Jérôme Chevalier, c’est surtout une situation qui nous permet, pour une fois, de prendre de la hauteur vis-à-vis de nos sujets de thèses, beaucoup de recul, et de se plonger dans la recherche bibliographique pour maîtriser encore plus tous les aboutissants de notre domaine. Il faut garder le cap !
 
En collaboration avec Le Grand Labo, un média scientifique en ligne pour chercheurs et jeunes chercheurs, vous avez lancé, depuis l’annonce du confinement, « SOS Téléthèse », un live vidéo à destination des doctorants, comme vous, confinés. L’outil numérique est-il une réponse adaptée à la situation des thésards ?
Pour la recherche, tout n’est pas totalement substituable via le télétravail, comme les manipulations qui nous sont désormais impossibles. La plupart des évènements académiques ont aussi été annulés et c’est une vraie lacune pour nous car ils nous permettent d’avoir de nouvelles idées, de présenter nos travaux de thèses et surtout d’établir notre réseau entre doctorants et chercheurs. « SOS Téléthèse » est une solution qui permet de fédérer la communauté et maintenir un lien virtuel entre doctorants et jeunes chercheurs partout en France. Ça n’est pas nécessairement une réponse complète aux problématiques des doctorants confinés, mais nous savons que cela aide beaucoup de gens à se recentrer sur leurs travaux car il est parfois difficile d’y voir clair, notamment en terme d’organisation. La volonté derrière ce live est aussi de créer un espace de partage, moteur de motivation et source d’information. En parallèle, j’ai créé un espace Discord qui permet actuellement à 750 doctorants de tous les horizons de partager des ressources, d’échanger et de surtout de se soutenir, c’est important. D’ailleurs, s’il y a des doctorants qui nous lisent, n’hésitez pas à nous rejoindre !
 
En février, vous avez donné naissance à « Bien dans ma thèse », un programme de podcasts qui a pour but de casser certains clichés sur le doctorat et de parler du diplôme. En temps de confinement, le podcast est tendance. De quoi traite celui que vous animez ?
Avant de me lancer dans l’aventure doctorale il y a deux ans, je me suis aperçue qu’il y avait un réel manque d’informations sur le quotidien et les débouchés du diplôme. Comme beaucoup de gens, j’avais beaucoup d’idées reçues : « Le doctorant est un loup solitaire qui n’a pas de vie sociale », « Il n’y a pas assez de postes académiques » ou « Il faut être plus intelligent que la moyenne », des opinions dans lesquelles je ne me reconnaissais pas. Maintenant, me voilà doctorante et j’ai vraiment envie de déconstruire ces clichés. Le doctorat permet d’avoir un diplôme certes, mais c’est une véritable expérience professionnelle et « Bien dans ma thèse » a pour vocation d’apporter de l’information sur le déroulement d’un travail de thèse. D’ailleurs, beaucoup d’étudiants en Master 2 me questionnent régulièrement sur le sujet, car si on ne va pas chercher l’information, personne ne nous la donne vraiment. Le podcast a le vent en poupe et c’est un média très agile à pratiquer, il suffit presque d’un micro, d’un ordinateur et d’un invité. À travers des portraits de docteurs et doctorants de différents horizons, j’essaie d’apporter un peu de nouveauté en déconstruisant cette fausse image que l’on a de la recherche doctorale (et de ses doctorants). D’ailleurs, je prépare un épisode spécial confinement, alors restez connectés !

¹Matériaux Ingénierie et Sciences (UMR 5510), INSA Lyon/CNRS/Université Lyon 1
²ED 34

IN-SITU est une semaine d’événements dédiée à l’innovation et qui a pour objectif de mettre en valeur tous les services, structures et initiatives des établissements d'enseignement supérieur permettant aux acteurs socio-économiques d’innover en partenariat avec l’Université de Lyon.

Cette semaine thématique regroupera plusieurs dizaines d’événements disséminés sur l’ensemble des campus des établissements de l’Université de Lyon, ainsi qu’un challenge d’innovation, un colloque scientifique, une remise des prix ou encore des campus tours.

Nous listons ici les évènements se déroulant sur le campus de la Doua - Villeurbanne où l'INSA Lyon est particulièrement impliqué.

Mercredi 27 novembre 2019

• Docteurs et entreprises, osez faire le grand saut ! A partir de 18h30
• Journée Ingénierie@Lyon - De 10h30 à 16h
• Le CEI D’INSAVALOR, un lieu propice à votre développement : témoignages - De 18h à 19h

Jeudi 28 novembre 2019

• Innovation et CND : suivi et durabilité des structures - de 9h à 13h
• Visite de PROVADEMSE, plateforme technologique d’INSAVALOR dédiée à la valorisation des déchets et au développement des écotechnologies - de 17h à 18h
• Pratiques de l’innovation : retours d’expériences et approches pédagogiques croisées entre le monde du management et le monde de l’ingénierie - de 13h30 à 16h30
• Au coeur de la plateforme ILMTech-bâtiment AXEL’ONE : Fabriquer et caractériser des matériaux : du médical à l’aéronautique - De 14h à 15h
• Comment les Junior-Entreprises peuvent-elles vous accompagner dans la réalisation de vos projets ? - à partir de 15h
• Campus tour Lyontech-la Doua : accéder aux différents services aux entreprises (r&d, formation continue, hébergement-implantation) - de 13h à 16h30

Vendredi 29 novembre 2019

• Visite du Pôle S.mart RAO – Plateforme technologique académique et Centre technique de l’innovation MECA3D dans l’ industrie du future - de 9h à 11h

Mardi 2 décembre 2019

• Visite guidée de la plateforme CTMU : les spécialistes de la microscopie électronique et confocale - de 8h30 à 10h30 
• Visite guidée de MATEIS, laboratoire de Science et Génie des Matériaux - de 10h30 à 11h30
• Intelligence Artificielle et deep learning : mythes et réalité - 18h à 20h

Mercredi 3 décembre 2019

• Atelier découverte des machines du fablab de la Pré-Fabrique de l’Innovation - de 15h à 16h et de 16h30 à 17h30
• La Blockchain et l’entreprise, promesses et enjeux - de 9h à 17h00

Jeudi 4 décembre 2019

• La créativité comme outil de Management : atelier pratique de découverte des méthodes de créativité à Lyon - de 9h à 12h
• Présentation de la plateforme technologique Nanolyon et visite de l’espace technologique - de 10h30 à 11h30 et de 11h30 à 12h30

 

Ingénieure diplômée du département Informatique en 2017, Marie Le Guilly découvre son appétence pour la recherche et n’est pour l’instant pas déçue. Au contraire, un premier prix à l’école d’été sur la science des données et une thèse dans le cadre de l’enjeu Société Numérique à l’INSA Lyon la pousse aujourd’hui à réfléchir à son avenir d’ingénieure et bientôt docteure INSA.

Vous vous êtes démarquée à l’école d’été organisée par ACM (Association for Computing Machinery) sur la science des données, quel retour d’expérience pouvez-vous faire ?
« Sur les conseils de mes encadrants de thèse, je suis partie à Athènes du 11 au 17 juillet dernier participer à six jours intensifs autour de la science des données, ou data science, un thème en vogue en ce moment ! Je faisais partie des 55 participants sélectionnés sur 180 candidats au départ, nous avons été évalués tous les jours et je suis arrivée classée première à la fin de la semaine. À chaque journée son intervenant, j’ai appris beaucoup de choses et rencontré beaucoup de gens. Tout le monde était très compétent et je ne m’attendais pas à ce prix ! »

Vous rentrez en dernière année de thèse au LIRIS (Laboratoire d’informatique en image et systèmes d’information), pourquoi avoir choisi ce doctorat ?
« Dès ma dernière année en cycle ingénieur, je me suis intéressée à la recherche et j’ai choisi d’abord de faire un stage en laboratoire pour voir si je me sentais de partir pour 3 années de doctorat ! Le test a été convaincant et j’ai donc intégré l’équipe « base de données » du LIRIS après avoir été diplômée ingénieure. Avec mes encadrants, Jean-Marc Petit et Vasile-Marian Scuturici, nous déterminons ensemble le périmètre de mes travaux de recherche. J’avais très envie de travailler sur deux domaines : l’apprentissage automatique et les bases de données, deux communautés fortes et très proches mais avec peu d’interaction entre elles. Au fil de ma thèse, je me suis intéressée au croisement de ces deux disciplines. Avec l’objectif de rédiger et soutenir ma thèse en septembre 2020. » 

La recherche à l’INSA Lyon a été structurée autour de 5 enjeux sociétaux. Votre thèse s’inscrit dans le cadre d’un contrat doctoral ciblé sur l’enjeu Information et Société Numérique. Quel regard portez-vous sur ce contexte ?
« J’aime l’aspect à la fois théorique et appliqué de ma thèse, avec parfois l’opportunité de collaborer avec des entreprises. J’aime bien voir l’impact concret de mes travaux, discuter avec des gens qui peuvent être intéressés par les applications que ces travaux permettent. C’est très valorisant et encourageant de se dire que nos recherches servent à quelque chose. Et c’est très enrichissant de se situer entre la recherche académique et la recherche appliquée, et de participer à un enjeu sociétal. »

Qu’envisagez-vous pour la suite ?
« Je ne sais pas encore mais c’est vrai que la recherche me plaît beaucoup. Donner des cours aussi, j’enseigne l’informatique aux élèves du premier cycle. Je finis ma thèse, je me marie, et après on verra ! »

Organisé depuis quelques années, l'accueil des nouveaux doctorants de l'INSA Lyon a pour objectif de les informer sur le doctorat et les différents acteurs intervenant tout au long de cette expérience professionnelle de recherche.

Les nouveaux doctorants seront accueills par Marie-Christine Baietto, Administratrice provisoire de l'INSA Lyon et Florence Popowycz, Directrice du Département FEDORA (Formation par la Recherche et Etudes Doctorales).

En présence du Service des Études Doctorales de l'Université de Lyon, de l'association ALUMNI (Association des anciens élèves), d'Emilie Poirson (Chargée d'archives à l'INSA Lyon), de Béatrice Weill-Bureau (Espace Carrières INSA Lyon), de Monique Joly (Directrice SCD Doc'INSA), de Valérie Grosjean (Service Scolarité). 

La journée se clôturera autour d'un cocktail de bienvenue.

• Evènement sur inscription => http://envue.insa-lyon.fr/20191003_doctorant/

Objectifs de renforcement du double-diplôme et de promotion des cours en anglais INSA

Du 18 au 21 février, Claudine Gehin, Maître de Conférences en charge des échanges académiques du Département Génie Electrique de l’INSA Lyon, s’est rendue à l’University of Pittsburgh pour rencontrer des personnes-clés de la Swanson School of Engineering notamment le Vice-Recteur des Affaires Internationales, la Directrice des Relations Internationales, le Directeur de la Formation et le Professeur à l'origine du double-diplôme INSA Lyon et Master of Science du Département ECE (Electrical and Computer Engineering).

L’objectif de la visite était multiple : renforcer le partenariat au niveau du double-diplôme (en place depuis 2012), présenter aux étudiants américains la nouvelle offre de cours en anglais de l’INSA et le programme court INNOV@INSA.
L’occasion a aussi été saisie de rencontrer les étudiants INSA sur place dont 3 sont actuellement en 1ère année de double-diplôme, 1 en doctorat et un en poste à Pittsburgh.

 

 

 

 

 

 

Perspectives pour encourager les étudiants INSA à rester en thèse et accueillir les undergraduates de Pitt

Les discussions engagées avec les différents interlocuteurs ont permis d’identifier les points à améliorer, notamment pour encourager les étudiants INSA à poursuivre une thèse à l’University of Pittsburg après leur double-diplôme. Depuis 2012, seulement 2 étudiants sur 10 sont restés pour une thèse : un constat paradoxal vu la supériorité des salaires US comparés aux salaires français. L’INSA doit également réfléchir à des cours et des projets en anglais adaptés aux étudiants américains de premier cycle, les étudiants en Master partant peu en échange.

L’engouement des étudiants de l’University of Pittsburgh est en tout cas toujours aussi prononcé pour le programme court INNOV@INSA qui a accueilli 22 de ses étudiant depuis 2016. Le programme Information & Science Technology (IST) de l’INSA est une alternative de mobilité adaptée aux étudiants en Master du partenaire : un nouvel étudiant sera encore accueilli à la rentrée prochaine.

 

Partenariat renforcé grâce au réseau GE3 et une collaboration récompensée en Recherche

Au niveau institutionnel, l’INSA et l’University of Pittsburg bénéficient de liens rapprochés grâce au réseau GE3, et le comité de direction dont ils font aussi partie, qui vise à favoriser les échanges d’élèves-ingénieurs entre les universités membres.

Outre la formation académique, l’INSA et l’University of Pittsburg ont de solides relations en recherche. Un projet conjoint (2016-2018) entre le département ECE, les laboratoires LIRIS (Informatique) et INL (Nanotechnologies) de l’INSA, financé par la Région Auvergne Rhône-Alpes, a fait l’objet de plusieurs publications dont une a été récompensée du prix du meilleur papier étudiant par la conférence BIODEVICES en 2018.