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TER 2013 – Simulation interactive de couplage d’objets rigides et déformables

Offre de Stage:

Simulation interactive de couplage d’objets rigides et déformables

Stage TER au printemps 2013, niveau M1 info,  chez IMAGINE-INRIA, encadré par  François Faure, à contacter.

 

La librairie SOFA développée à l’INRIA sert à créer des simulateurs mécaniques interactifs pour des applications diverses allant de la santé aux loisirs. Un de ses points forts est de pouvoir représenter les objets par différents modèles géométriques à la fois, chacun étant optimisé pour une tâche différente, comme le calcul de forces élastiques, la détection de collision, ou l’affichage. Ces modèles sont synchronisés par des propagations de déplacements et de forces, comme illustré ci-dessous.

http://hal.inria.fr/docs/00/68/15/39/IMG/NewLiverMap.png

Le corps humain étant composé de multiples tissus aux propriétés diverses, SOFA contient des modules permettant de simuler des objets rigides et déformables, et de les faire interagir par contact ou par contraintes. Ces couplages nécessitent d’introduire des équations et un certain surcoût de calcul. Par exemple, simuler l’accrochage du plancher de la langue (déformable) sur la mandibule inférieure (rigide) nécessite des liaisons élastiques qui non seulement compliquent les équations, mais en plus n’assurent pas une liaison parfaite.

Une méthode récente permet de résoudre ce problème, en tirant parti du mécanisme de propagation présenté plus haut pour accrocher fixement certains points du solide déformable sur le solide rigide, tout en laissant les autres libres. Cela nécessite une structure de donnée spéciale, qui a été développée, mais aussi un processus d’initialisation plus complexe pour séparer les points du solide déformable entre ceux qui doivent être accrochés et ceux qui doivent rester libres, et mettre en place les interactions entre ces deux ensembles.

Le but de ce stage est de mettre en place ce mécanisme d’initialisation des structures de données pour réaliser des couplages efficaces. Cela nécessitera de se familiariser avec SOFA, de programmer en C++ des calculs de distances entre les objets virtuels, et de jongler avec les structures de données représentant les objets à simuler. Selon la motivation de l’étudiant(e), il pourra déboucher sur un stage d’été, ou de M2 l’année prochaine.