Certification professionnelle

Objectifs et contexte de la certification :

Le plan France 2030 du Gouvernement décline plusieurs objectifs faisant appel à la Robotique ou l’Intelligence Artificielle (décarbonation de l’industrie, alimentation saine, durable et traçable…). De plus, une étude de l’AFPA en 2021 sur l’évolution des métiers et des compétences de l’usine du futur met en avant ces besoins en IA, robotique, cobotique, réalité virtuelle et augmentée.

Au niveau régional, l’enquête APEC publiée en 2022 sur l’attractivité des entreprises et emplois-cadres en Occitanie mentionne la robotique comme nouvelles compétences technologiques à acquérir pour les entreprises. Le rapport de 2021 sur la Stratégie Régionale d’Innovation en Occitanie formule des recommandations pour les domaines stratégiques d’innovation, parmi lesquels l’alimentation, la santé et la mobilité expriment des besoins en Robotique et IA, en mentionnant, déjà en 2021, environ 3 000 emplois dans la robotique industrielle et de services et les drones.

Le titre d'ingénieur spécialité Robotique s’inscrit en support de ce besoin croissant en robotique et IA, notamment au niveau régional. Elle vise des ingénieurs capables de répondre aux enjeux sociétaux, économiques et écologiques, en intégrant des fonctionnalités logicielles sur systèmes robotiques autonomes et interactifs. Suivant le type d’applications robotiques, ces fonctionnalités peuvent être amenées à traiter des données dites « capteur » acquises par le biais d’une plateforme ou d’un environnement instrumenté, décider puis commander les actionneurs du robot pour réaliser la tâche donnée et exécuter cette tâche en interaction avec un opérateur humain.

L’objectif de cette certification est de diplômer des ingénieurs spécialisés, ayant acquis des compétences en robotique et en intelligence artificielle. Elle répond à des besoins en recrutement d'ingénieurs ayant un profil robotique afin d’intervenir dans divers secteurs d’activité tels que l’agriculture, l’automobile, les services, l’aéronautique, et surtout l’usine 4.0 avec la modernisation des outils de production via la digitalisation.

Activités visées :

Les activités visées sont la conception et le développement logiciel pour l’intégration et l’exécution de tâches robotiques nécessitant des capacités de perception, de décision d’action, et, éventuellement, d’interaction homme-machine et homme-robot, voire robot-robot. 

Pour le concepteur, ces activités visent à traduire les besoins fonctionnels du client en spécifications fonctionnelles tout en précisant les contraintes techniques liées à la robotique industrielle, la robotique de services, et l’interaction homme-machine et homme-robot.

Pour le développeur logiciel, les activités visées concernent la réalisation et la validation de briques logicielles respectant les spécifications fournies par le client pour : la gestion et mise en œuvre de robots ou de systèmes embarqués robotisés, la robotisation de sa chaîne de production industrielle, ou la gestion de la dimension interactive de son application notamment dans un contexte de robotique de services (homme-machine) ou de cobotique (opérateur et robot). 

Les activités visées concernent également la coordination de projets dans les domaines d’applications précités i.e. la conception, préparation et suivi de la réalisation de ces projets et leur intégration sur une plateforme robotique dédiée.

Activités détaillées : 

- Concevoir et développer des fonctionnalités logicielles dédiées aux applications robotiques et interactives.
- Analyser, modéliser et commander des systèmes dynamiques pour contrôler des automates, des robots, et des systèmes automatisés.
- Acquérir, traiter et modéliser des signaux audio, des images ou des vidéos pour percevoir l'homme et son environnement via des capteurs.
- Modéliser et résoudre des problèmes de décision et d'apprentissage automatique via des méthodes d'intelligence artificielle.
- Gérer un projet de robotique logicielle selon des méthodes itératives ou agiles.
- Concevoir et développer des interfaces adaptées aux utilisateurs et à leurs usages, en prenant en compte plusieurs modalités d'interaction.
- Concevoir et réaliser une tâche robotique sur une chaîne de production industrielle incluant des capteurs
- Faire naviguer un robot mobile en utilisant des fonctions de perception, décision, action.

Compétences attestées :

À l’issue de la certification, les certifiés  auront validé un ensemble de compétences permettant la mise en œuvre de systèmes complexes, i.e. systèmes robotiques et interactifs

•  Analyser, concevoir, tester et valider des systèmes complexes centrés autour de la robotique et de l’interaction avec des utilisateurs : analyser un cahier des charges, identifier les problèmes, identifier les risques, y apporter des solutions pertinentes et innovantes tout en tenant compte des enjeux économiques et industriels.

• Exploiter les outils méthodologiques et techniques pour modéliser, expérimenter et évaluer les solutions proposées. Mobiliser les ressources et compétences scientifiques adéquates pour répondre aux besoins des intégrateurs de plateformes robotisées ou de sociétés développant des services mettant les usagers ou les opérateurs en interaction avec des robot mobiles et des robots de service, cobots, tout en respectant les procédures qualité et sécurité.

• Communiquer sur le travail réalisé et à s’adapter aux différents types de publics (collaborateurs, hiérarchie, client, usagers) et d’environnements (spécialistes, non spécialistes) et ce, dans un contexte national et international : rédiger de la documentation technique et scientifique d’applications robotiques et interactives, présenter dans une ou plusieurs langues étrangères un produit, un service. Organiser et animer une équipe, interagir avec les partenaires industriels ou académiques, prendre des responsabilités au sein de projets collaboratifs.

• Acquérir, traiter, analyser et interpréter des signaux audio, image ou vidéo pour en extraire de l'information pertinente en mobilisant les connaissances en traitement du signal et reconnaissance des formes pour la perception par ces systèmes, d'environnements variables. 

• Identifier le type de problème et mettre en œuvre une solution adaptée en choisissant le bon mode de représentation et la méthode de raisonnement appropriée sur ces systèmes tout en s’appuyant sur les méthodes d’intelligence artificielle pour les aspects décision. 

• Modéliser et commander des systèmes robotiques (mobiles, humanoïdes, industriels) en développant et en intégrant des fonctions de localisation et de navigation pour réaliser les actions propres au type de robotique considéré, en fonction de des décisions prises.

Le socle commun de compétences est décomposé en huit blocs de compétences détaillés dans la section dédiée. 

Compétences détaillées : 

Déterminer le modèle mathématique (algorithme) adapté à la problématique.
Comprendre et utiliser les différentes méthodes de programmation.
Concevoir le programme adapté aux données et applications ciblées.
Utiliser des outils de conception et de modélisation.
Assurer la conception, le développement, les tests et l'intégration d'applications informatiques.
Élaborer et rédiger en français et en anglais une documentation associée à ces étapes.
Intégrer les contraintes juridiques (propriété intellectuelle - droit du travail) et identifier les problèmes de sécurité sous-jacents aux applications robotiques et interactives.

Mettre en oeuvre les outils de l'automatique.
Connaître les architectures de contrôle et utiliser les principaux outils de simulation dédiés à la robotique.
Analyser, commander des systèmes dynamiques.
Mobiliser des techniques d'estimation de paramètres / processus à partir de données incertaines.
Maîtriser les méthodes de base d'optimisation linéaire et non linéaire.
Concevoir des applications en prenant en compte leur criticité et leurs contraintes temps réel.

Mettre en place une chaîne d'acquisition.
Exploiter les informations issues de capteurs.
Sélectionner, concevoir ou modifier des algorithmes de traitement du signal.
Analyser et interpréter des signaux audio, image ou vidéo, pour en extraire de l'information.
Mobiliser les connaissances en reconnaissance des formes pour la perception d'environnements variables.
Prendre en compte les aspects qualité (tests, couvertures, métriques) dans l'analyse des résultats.

Identifier le type de problème et mobiliser des connaissances scientifiques et techniques pointues (probabilités, statistique, intelligence artificielle, optimisation, recherche opérationnelle...)
Mettre en oeuvre une solution adaptée : choisir le bon mode de représentation et la méthode de raisonnement appropriée.
Modéliser le problème et identifier les méthodes efficaces de résolution. Le cas échéant, mettre en oeuvre des méthodes d’apprentissage artificiel et de reconnaissance des formes.
Appliquer les méthodes d’intelligence artificielle à des données symboliques et numériques.
Analyser des données en grande dimension (sélection de variables).
Prendre en compte les aspects qualité (tests, couvertures, métriques) dans l'analyse des résultats.

Élaborer et gérer un projet à partir d'un cahier des charges client, structurer et rédiger les documents de spécification, conception et les procédures de tests.
Préparer un plan de développement intégrant une gestion du planning, des ressources, des coûts, de la qualité et des risques.
Assurer la conduite d'un projet, suivre le travail en cours, adapter l'organisation aux aléas (internes et externes) du projet, rechercher les améliorations de l'organisation.
Mettre en oeuvre les principales techniques d’animation et outils de travail collaboratif.
Intégrer les contraintes juridiques (propriété intellectuelle - droit du travail) et identifier les problèmes de sécurité sous-jacents à un projet de robotique.
Acquérir les concepts de base (économie d'entreprise, management de l'innovation, de la stratégie d'entreprise) pour définir une stratégie de développement de l'innovation dans un projet robotique.
Communiquer sur le projet robotique en interne (groupe projet) ou en externe (client, public de spécialiste vs non spécialistes) au niveau national (en français) et international (en anglais).

Expérimenter et argumenter les choix de conception en termes de méthodes et de techniques d'interaction utilisées.
Appliquer des techniques de conception centrées utilisateur.
Appréhender et choisir les différentes techniques d'interaction (textuel, vocal, visuel, tactile...) pour produire des systèmes utiles et utilisables.
Analyser les processus de reconnaissance automatique de la parole et de reconnaissance de geste.
Concevoir, développer et évaluer des systèmes interactifs faisant intervenir simultanément différentes modalités de communication (verbale, gestuelle, tactile…).
Intégrer les contraintes juridiques (propriété intellectuelle - droit du travail) et identifier les problèmes de sécurité sous-jacents à un projet d’interaction.
Acquérir les concepts de base (économie d'entreprise, management de l'innovation, de la stratégie d'entreprise) pour définir une stratégie de développement de l'innovation dans un projet d’interaction.
Communiquer sur le projet d’interaction en interne (groupe projet) ou en externe (client, public de spécialiste vs non spécialistes) au niveau national (en français) et international (en anglais).

Analyser les besoins d'instrumentation d'une chaîne de production industrielle.
Exploiter les informations issues de capteurs.
Programmer et mettre en oeuvre ces solutions intégrant capteurs, robots manipulateurs et langages associés.
Concevoir des applications et modéliser des systèmes robotiques.
Concevoir des applications en prenant en compte leur criticité et leurs contraintes temps réel.
Intégrer les contraintes juridiques (propriété intellectuelle - droit du travail) et identifier les problèmes de sécurité sous-jacents à une tâche robotique.
Communiquer en français et en anglais autour de la tâche de robotique mise en place.

Mobiliser des connaissances scientifiques et techniques multidisciplinaire pour la conception de dispositifs robotiques mobiles
Modéliser et développer des fonctions de perception, décision et action pour maîtriser les techniques sous-jacentes à la navigation d’un robot mobile.
Mettre en oeuvre une application logicielle (C++, Python) de service robotique.
Développer et mettre en oeuvre des fonctions de mouvement.
Prendre en compte les aspects qualité (tests, couvertures, métriques), la consommation, la responsabilité et la sécurité dans l'analyse des résultats.
Communiquer en français et en anglais autour de la tâche de robotique mise en place.

Modalités d'évaluation :

Chaque semestre, les connaissances acquises ou des réalisations dans le cadre des activités en école sont évaluées par des épreuves obligatoires, écrites (devoirs surveillés ou rapport de projets), orales (soutenance de projets, langues) ou pratiques (comptes rendus de travaux pratiques). 

Les compétences visées sont évaluées par les moyens suivants :

• Écriture d’un rapport de stage et présentation orale du travail réalisé en entreprise,

• Écriture d’un rapport ou présentation orale de sorties terrain,

• Analyse de cas d’études pratiques sous formes de projets,

• Oral (français ou anglais) de présentation,

• Examen écrit individuel ou oral sur la résolution de problèmes,

• Mise en situation à travers des jeux de rôle,

• Analyse bibliographique sur des thématiques de recherche.

Les compétences acquises au cours des stages en entreprise sont évaluées par des jurys associant à la fois des enseignants et enseignants-chercheurs de l’école et des représentants du monde socio-économique. L’évaluation est effectuée sur la base des travaux, des activités réalisées, des résultats obtenus et de leur interprétation ainsi que sur les comportements en entreprise et leur aptitude à la communication. Un rapport écrit et une soutenance orale produits en fin des stages d’application et de fin d’étude permettent de compléter l’évaluation des compétences visées. 

Les compétences en anglais sont évaluées à l’aide d’un test ou examen d’anglais issu d’organismes extérieurs certifiés.

Une mission handicap est présente au sein de l’établissement : un référent accompagne l’aménagement des études et des épreuves d’évaluation afin de prendre en compte toutes les situations de handicap.