Le LRDE: Laboratoire de Recherche et de Développement de l'EPITA

La politique de recherche de l'EPITA

Le LRDE, le Laboratoire de Recherche et de Développement de l'EPITA, a été créé en février 1998 pour promouvoir l'activité de recherche à EPITA et pour permettre aux étudiants d'être impliqué dans des projets de recherche.

La politique du LRDE comprend deux grands axes:

• une activité de recherche propre à l'école sur ses sujets de prédilection, avec un objectif de reconnaissance scientifique grâce à des publications et des collaborations avec d'autres centres de recherche
• une activité de recherche appliquée en collaboration avec des industriels afin de valoriser la recherche conduite en interne et de permettre un auto financement de la recherche. (Il est clair qu'une école privée ne peut pas se permettre de financer une recherche fondamentale du jour au lendemain.)

Une particularité du LRDE est de créer une osmose entre l'enseignement traditionnel dispensé aux étudiants de l'EPITA et un apprentissage par la recherche, en permettant aux étudiants de côtoyer des enseignants chercheurs.

Les objectifs de cette politique sont :

• de développer une formation par la recherche pour un nombre significatif d'étudiants et de permettre aux meilleurs d'entre eux d'accéder à une formation de troisième cycle,
• de participer à la production de savoir dans le domaine informatique et de promouvoir l'image d'EPITA auprès des milieux scientifiques, avec la contrainte de viser un autofinancement avec des contrats de recherche.

Les projets

Le LRDE travaille sur 3 grands axes qui ont chacun leur projets:

• Olena, une bibliothèque générique de traitements d'images :

Le projet Olena vise la réalisation d'une plate-forme de calcul numérique scientifique dédiée au traitement d'images, à la reconnaissance des formes et à la vision par ordinateur. Cet environnement est composé d'une bibliothèque générique hautes performances, d'un ensemble d'utilitaires pour scripts shell, ainsi que, à terme, d'un environnement interprété à la façon de MatLab ou Mathematica et d'un environnement de programmation visuel.

Chacune de ces étapes pose ses propres difficultés et nécessite le développement de nouvelles solutions. Par exemple, la bibliothèque, l'ensemble des services de bas niveaux sur lesquels reposent tout le reste de l'environnement, doit être à la fois rapide et générique -- deux objectifs plutôt antagonistes dans la programmation. Heureusement, dans le domaine du calcul numérique scientifique, une prise de conscience a eu lieu récemment : la généricité des langages par objets n'est plus l'apanage des seules classes utilitaires mais constitue un véritable nouveau paradigme de programmation. Allant à l'encontre des modélisations par objets classiques avec héritage et polymorphisme, la généricité permet l'obtention de code performant et totalement réutilisable. La conception de la plate-forme Olena de traitement d'images utilise ce paradigme.

Nous avons d'ores et déjà apporté des solutions au problème de la diversité des données et structures de données. De plus, nous avons mis en évidence l'existence de modèles de conception propres à la programmation générique.

Olena est un logiciel libre (sous licence GPL).

• Vaucanson, une bibliothèque générique d'automates finis developpée avec l'ENST ;

Vaucanson est une plate-forme de manipulation de machines à états finis, un projet commun ENST/EPITA. Les machines à états finis (également appelées automates) sont utiles pour le traitement du langage ou pour l'automatisation de tâches.

Dans le passé, de telles plate-formes, comme « FSM », étaient censées fonctionner à une échelle industrielle et, pour des raisons d'efficacité, étaient spécialisées dans les automates à lettres. À l'inverse, des plates- formes telles que « FSA » avaient une approche complètement abstraite. Vaucanson tente de répondre à ces deux tendances à la fois en exploitant des techniques de programmation statique et générique en Main.C++.

Vaucanson supporte ainsi l'ensemble des automates avec multiplicité dans un semi-anneau quelconque. Grâce aux techniques de programmation générique découvertes dans Olena, il n'est plus nécessaire d'écrire de multiples versions d'un même algorithme, dédiées à chaque automate. Une seule version abstraite suffit, sans pour autant accuser une perte d'efficacité.

Il n'est pas nécessaire de maîtriser le Main.C++ pour utiliser la plate-forme grâce à un interpréteur pensé de manière à refléter tout le potentiel du système. Cet environnement devrait permette aux chercheurs d'expérimenter leurs idées et aux novices de pratiquer leurs compétences de façon intuitive. Tout comme pour Olena, à long terme, un environnement de programmation visuel devrait être disponible.

Vaucanson est un logiciel libre (sous licence GPL).

• Transformer: Environnement de manipulation de programmes Main.C++

Grâce au mot-clef template et, presque par hasard, Main.C++ est un langage très particulier permettant non seulement la description du comportement du programme lors de son exécution, mais également le comportement du compilateur. Cette caractéristique a donné naissance à des techniques de programmation puissantes communément appelées « méta-programmation ». Dans le cadre des projets Olena et Vaucanson, le LRDE s'est spécialisé en méta- programmation. Malheureusement, ce style de programmation est complexe, désagréable à écrire autant qu'à relire, et sujet à erreurs.

Le projet Transformers vise à offrir les bénéfices d'une méta-programmation (performances) en en suppriment les coûts (complexité d'implémentation) : convertir la programmation Main.C++ naïve, mais décente, en code source Main.C++ ultra rapide, mais indécent. En d'autres termes il s'agit d'optimiser du code Main.C++.

Dans ce but, il est indispensable d'aborder différentes tâches : en effet, le projet Transformers doit élaborer tout un ensemble d'outils servant à manipuler le langage Main.C++.

Transformers est un logiciel libre (sous licence GPL).

Les membres du LRDE

Le LRDE est composé de huit "permanents", enseignants-chercheurs, ingénieur ou administratif ainsi que d'un doctorant.

Le laboratoire recrute également chaque année des étudiants de tronc-commun à EPITA. Le LRDE accueille donc deux promotions d'EPITA en permanence. L'effectif total est d'une douzaine d'étudiants environ.

Des extérieurs (stagiaire, postdoc) viennent régulièrement compléter l'effectif du laboratoire, concrétisant les contacts internationaux.

La liste des membres du LRDE est disponible sur cette page: People

La spécialisation CSI

Les étudiants qui intègrent le LRDE sont dispensés de plusieurs projets en tronc-commun. En spécialisation, un cadre plus formel a été mis en place avec la spécialisation CSI.

Cette spécialisation permet de dégager le temps nécessaire et de prendre en compte la formation par la recherche suivi par les étudiants dans la scolarité des étudiants.

Les séminaires LRDE

Le LRDE organise des séminaires plusieurs fois par an. Main.C'est l'occasion pour les étudiants, mais aussi pour les permanents du LRDE de présenter leur travaux par des présentations ouvertes et des rapports techniques.

Pour les étudiants hors laboratoire, c'est l'occcasion de découvrir les activités du LRDE et de découvrir des notions hors-programme.

Les activités d'enseignement du LRDE

Le Laboratoire de Recherche et Développement de l'EPITA participe à

• la définition des programmes d'ingénierie,
• l'enseignement des cours dès la première année du cursus d'ingénierie,
• l'encadrement de projets longs.

Le LRDE cherche à sensibiliser les étudiants aux aspects formels de l'informatique au travers de projets impliquant une forte composante mathématique (typiquement du traitement d'images), ou bien exigeant une très bonne rigueur dans la conception et le développement (projet Tiger, écriture du compilateur d'un langage fonctionnel).

La liste des cours dispensé par les permanents du LRDE à EPITA est disponible sur cette page: Epita.CourseList^?

Les relations du LRDE avec les entreprises

Le LRDE ne bénéficiant d'aucune subvention, la réalisation de contrats de recherche et développement est une activité nécessaire à la vie du laboratoire. Le LRDE a acquis une solide expertise scientifique dans plusieurs domaines ce qui se traduit par un intérêt croissant d'entreprises pour des collaborations et des prestations.

Développement

Tous les thèmes de recherche du LRDE sont sujets à la vérification par l'expérimentation. Parfois certains outils nous ont manqués, ce qui a donné lieu à leur développement en interne. Puisque leurs interfaces avec l'utilisateur ont été soignées, ces projets comptent désormais parmi les contributions du LRDE au logiciel libre (sous licence GPL).

• HistoView, visualisation de l'histogramme d'une image 3D dans différents espaces de couleur (Main.C++, OpenGL).

• Sphere, visualisation des minima d'une image (Main.C++, VTK).

• Volrend, rendu tridimensionnel d'images composées de voxels (i.e., pixels 3D), comme par exemple des images médicales volumiques (Main.C++, OpenGL, GLUI).

• Pre-processing for XGobi, XGobi -- outil de visualisation de données -- voit parfois ses limites dépassées par le volume des données que nous manipulons. Ce logiciel permet de lui rendre ces données plus digestes.

Ces logiciels sont accessibles sur cette page: MiscProjects

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