*

Techniques avancées en apprentissage automatique pour les systèmes autonomes

Offre de thèse

Techniques avancées en apprentissage automatique pour les systèmes autonomes

Date limite de candidature

31-07-2025

Date de début de contrat

01-10-2025

Directeur de thèse

LE Hoai Minh

Encadrement

- Réunion hebdomadaire avec l'encadrant pour discuter du travail réalisé, résultat obtenu, difficulté rencontrée, ...

Type de contrat

Concours pour un contrat doctoral

école doctorale

IAEM - INFORMATIQUE - AUTOMATIQUE - ELECTRONIQUE - ELECTROTECHNIQUE - MATHEMATIQUES

équipe

AXE GLOBE

contexte

C.f pièce joint

spécialité

Informatique

laboratoire

LCOMS - Laboratoire de Conception, Optimisation et Modélisation des Systèmes

Mots clés

Systèmes Autonomes, Apprentissage Automatique, Apprentissage profond, Apprentissage par renforcement , Optimisation non convexe, Programmation DC (Difference of Convex functions) andDCA (DC Algorithms)

Détail de l'offre

Les systèmes autonomes, en particulier les véhicules autonomes, les drones et les robots, s'intègrent rapidement dans notre vie quotidienne. Ce domaine a suscité un vif intérêt de la part de la communauté scientifique comme de l'industrie, en raison de son potentiel à transformer radicalement la mobilité et les transports. Les systèmes autonomes sont conçus pour reconnaitre de manière autonome leur environnement et ensuite prendre des décisions intelligentes. Principalement, des tâches telles que la détection et la reconnaissance d'objets sont traitées par des techniques de vision par ordinateur, tandis que la prise de décision provient d'un problème d'optimisation. Les avancées récentes dans la compréhension des environnements se sont de plus en plus concentrées sur l'apprentissage profond (Deep Learning - DL), en raison de ses grandes performances pour la reconnaissance de forme ou la classification d'images. Par ailleurs, l'apprentissage par renforcement (Reinforcement Learning - RL) a émergé comme un paradigme puissant pour le développement de systèmes autonomes, permettant à ces systèmes d'apprendre des stratégies de prise de décision optimales à travers leurs interactions avec l'environnement. Contrairement aux approches de programmation traditionnelles, où des règles explicites dictent le comportement, le RL permet au système de s'adapter et de s'améliorer à partir des retours de ses actions, conduisant à des systèmes plus robustes et flexibles. Bien que les méthodes de DL et de RL aient permis des avancées remarquables dans le domaine des systèmes autonomes, plusieurs défis majeurs restent à relever, tels que le volume et la diversité des données, la robustesse et la généralisation, ou encore le traitement en temps réel.

Cette thèse vise à développer de nouvelles techniques avancées en DL et RL pour les systèmes autonomes.

Keywords

Autonomous Systems, Machine learning, Deep learning, Reinforcement learning , Optimiztion non-convex, Programmation DC (Difference of Convex functions) andDCA (DC Algorithms)

Subject details

Autonomous Systems, particularly self-driving vehicles, drones, and robots, are rapidly integrating into human lives. This field has attracted significant attention from both research community and industry, driven by its potential to fundamentally radically change mobility and transport. Autonomous systems are designed to autonomously understand their surrounding environments and then make intelligent decisions. Historically, tasks such as object detection and recognition were primarily addressed by computer vision techniques, with decision-making relegated to control optimization algorithms. Recent advancements in environments understanding, have increasingly centered on Deep Learning (DL), driven by its state-of-the-art performance in disciplines like image classification and object recognition. On the other hand, Reinforcement learning (RL) has emerged as a powerful paradigm for developing Autonomous System, enabling the system to learn optimal decision-making strategies through interactions with their environment. Unlike traditional programming approaches, where explicit rules dictate behavior, RL allows the system to adapt and improve based on feedback from their actions, leading to more robust and flexible systems. Although DL abd RL methods have driven remarkable progress in Autonomous Systems, several significant challenges must be overcome such as the volume and diversity of data, robustness and generalization, real-time processing, … This thesis aims to develop new advanced techniques in DL and RL for Autonomous Systems.

Profil du candidat

- Master en informatique ou mathématiques appliquées.
- Avoir une bonne base de mathématiques dont l'analyse numérique, l'optimisation.
- Connaitre des techniques de base d'apprentissage automatique
- Etre compétence en programmation informatique pour implémenter et faire les simulations numériques des algorithmes développés.

Candidate profile

- Master on Computer science or Applied mathematics.
- Good background on Analysis, Stochastic, Optimization, Machine learning.
- Good skill on programming on matlab, C, C++, python (write the code of numerical algorithms).

Référence biblio

- Le Thi H.A., Pham Dinh T. (2018), DC programming and DCA: thirty years of developments. Mathematical Programming, Vol 169(1), pp. 5-68.
- Le Thi H.A., Pham Dinh T. (2005), The DC (Difference of convex functions) programming and DCA revisited with DC models of real world nonconvex optimization problems, Annals of Operations Research, Vol 133, pp. 23- 46.
- Le Thi H.A., Ho V.T., Pham Dinh T. (2019), A unified DC programming framework and efficient DCA based approaches for large scale batch reinforcement learning, Journal of Global Optimization, Vol 73(2), pp. 279-310.
- Dong, Guimin, et al. (2023), Deep Learning for Autonomous Vehicles and Systems, In Autonomous Vehicles and Systems, River Publishers, 9–47
- Axel Egon, Peter Broklyn & Abram Gracias (2024), Reinforcement learning for Autonomous System, Machine Learning