Laboratoire d'informatique de Paris 6 - Définition

Introduction

Le Laboratoire d'informatique de Paris 6 (LIP6) est un laboratoire de recherche sous tutelle de l’Université Pierre et Marie Curie et du CNRS. Avec 150 chercheurs permanents et 250 doctorants, le LIP6 est l’un des principaux laboratoires de recherche en informatique en France, et le plus gros laboratoire d’informatique de la région parisienne.

Le laboratoire couvre un large spectre d’activités regroupées au sein de 5 départements : Calcul Scientifique; Décision, Systèmes Intelligents et Recherche Opérationnelle; Données et Apprentissage Artificiel; Réseaux et Systèmes Répartis; System On Chip.

Le LIP6 a une longue tradition de coopération avec les industriels dans de très nombreux projets nationaux, européens ou internationaux. En collaboration avec ces partenaires, deux centres européens de recherche ont été créés : le CERME et Euronetlab. Le CERME, Centre Européen de Recherche en Micro-Electronique travaille en partenariat avec ST Microelectronics et Silvaco sur les systèmes embarqués. Euronetlab, avec Thales, 6wind et l'ENST, est un laboratoire commun de recherche sur l’internet et les réseaux.

Le LIP6 est également impliqué dans les pôles de compétitivité Digital Lab et System@tic. Il a également des équipes communes avec l'INRIA.

La coopération internationale est une constante pour les activités du laboratoire. Le LIP6 est membre de plusieurs réseaux d’excellence et développe également des relations suivies avec des pays comme le Brésil, les États-Unis etc. Le laboratoire est largement ouvert aux projets de coopération et à l’accueil de visiteurs scientifiques.

Le laboratoire est impliqué dans des enseignements liés à la recherche, qui sont dispensés au Master « Sciences et technologie » à l’université Pierre et Marie Curie. L’EDITE (Ecole Doctorale d’Informatique, Télécommunication et Electronique de Paris) accueille les doctorants du LIP6.

5 départements

Calcul scientifique

Le département Calcul Scientifique regroupe les activités concernant le calcul symbolique et le calcul numérique.

Un projet est consacré à la résolution des équations ou inégalités algébriques. L’objectif principal est d’établir et d’implanter des algorithmes efficaces fournissant des résultats garantis. Certaines contributions importantes de ce projet concernent des sciences appliquées comme la cryptographie, la correction d’erreur de codes, la robotique ou la théorie du signal.

Un autre projet est centré sur le développement de la bibliothèque CADNA et de l’atelier logiciel SOFA pour estimer et étudier la précision numérique des résultats obtenus avec des arithmétiques finies à virgule flottante ou à virgule fixe. Ce projet inclut l’étude de la qualité numérique de codes scientifiques comme la bibliothèque CPC ou les systèmes chaotiques.

D’autres actions sont menées. La première combine les algorithmes symboliques et numériques pour augmenter leur efficacité tout en conservant l’aspect garanti des résultats. Une deuxième est consacrée au développement d’algorithmes numériques efficaces et adaptatifs pour les grilles de calcul. Une dernière action concerne l’analyse d’images. Elle inclut toutes les étapes d’un processus d’image de l’acquisition de données, processus bas-niveau aux processus haut-niveau comme les données tridimensionnelles et l’évolution temporelle de structures en imagerie.

Decision, Systèmes Intelligents et Recherche opérationnelle

Les activités du département « DEcision, Systèmes Intelligents et Recherche opérationnelle » (DESIR) concernent l’intelligence artificielle et la recherche opérationnelle ; elles se concentrent sur les problèmes de décision, d’optimisation et les systèmes adaptatifs. Les travaux menés couvrent un large spectre, incluant des aspects théoriques (modèles formels, analyses axiomatiques, études de complexité), le développement d’algorithmes efficaces (exacts ou approchés) pour la résolution de problèmes complexes, la conception de systèmes intelligents (agents adaptatifs, systèmes multi-agents, systèmes d’aide à la décision, d’aide à la formation), et leur mise en œuvre au sein d’applications industrielles. Le département DESIR est organisé en 5 équipes :

• RO (complexité, optimisation combinatoire, ordonnancement, satisfiabilité, routage dans les réseaux),
• DECISION (décision et optimisation multicritère, décision collective, décision dans l’incertain et le risque, systèmes d’aide à la décision, contexte),
• SMA (coordination, décision distribuée et planification multi-agent, dialogue et interaction, simulation),
• ANIMAT (apprentissage, développement et évolution de systèmes artificiels biomimétiques)
• MOCAH (environnements interactifs d’apprentissage humain, modélisation de l’apprenant, metadonnées, modélisation cognitive).

Au sein du département, les principaux axes de coopération entre les équipes concernent l’optimisation combinatoire multi-objectifs (DECISION/RO), la planification fondée sur la théorie de la décision (DECISION/ANIMAT/SMA), l’apprentissage humain et artificiel (ANIMAT/SMA/MOCAH).

Données et Apprentissage Artificiel

Les Recherches du département Données et APprentissage Artificiel sont centrées autour de l’apprentissage automatique, statistique ou symbolique, et des bases de données distribuées. Parmi les méthodes couramment employées pour la recherche fondamentale et appliquée développée par DAPA, on peut citer les méthodes probabilistes, les réseaux de neurones, la logique floue, les techniques d’agrégation, l’apprentissage basé sur l’explication et les métaconnaissances. Les applications visées dans le département couvrent un vaste spectre allant de la recherche d’information adaptative ou sélective dans divers médias (texte, web, images et vidéos) à la gestion efficace de données dans des réseaux à large échelle (pair-à-pair, grid, cluster PC).

La recherche d’information basée sur le contenu et l’interrogation de bases de données sont deux approches complémentaires pour traiter des données hétérogènes. Les informations structurées ou semi-structurées sont en particulier étudiées, par exemple à l’aide de réseaux bayésiens pour organiser automatiquement des documents XML ou en extraire une information spécifique. La réplication de données et l’équilibrage de charge sont parmi les techniques de bases de données avancées utilisées dans DAPA, qui s’appuie également sur l’organisation logique du réseau, l’indexation distribuée et le routage adaptatif pour des systèmes d’interrogation efficaces. La recherche d’information multimédia est basée sur une indexation sémantique et renforcée par l’utilisation conjointe de plusieurs médias.

Des problèmes tels que l’analyse de risque, la fusion d’informations hétérogènes et la découverte de connaissances sont abordés dans des bases de données de grande taille. Des méthodes d’analyse d’usage d’internet, de prévision d’intérêt et de recommandation aident l’utilisateur à interagir avec le web et à en extraire une information pertinente. Plus généralement, des recherches en modélisation de l’utilisateur et en personnalisation d’interfaces et de systèmes interactifs sont développées dans le département DAPA, par exemple en ce qui concerne la navigation adaptative et les interfaces stylos.

Réseaux et Systèmes Répartis

Le département « Réseaux et Systèmes Répartis » se concentre sur la conception de solutions pour construire et gérer les réseaux et systèmes du futur. Il est constitué de quatre équipes : MoVe (Modélisation et Vérification), REGAL (Répartition et Gestion des Applications à Large Echelle), NPA (Networks and Performances Analysis) et PHARE.

L’équipe MoVE concentre ses recherches sur la modélisation et l’analyse de composants répartis et interopérables. Elle vise à fournir des techniques de modélisation, des outils de vérification, des générateurs de programme, pour aider les concepteurs de systèmes à construire des applications réparties. Ces techniques visent à fonctionner dans le contexte de l’approche MDD (Model Driven Development).

REGAL est une équipe de recherche commune avec l’INRIA. Les travaux de recherche de REGAL visent la gestion d’applications réparties à large échelle : permettre d’adapter des applications réparties aux configurations de grille et de Pair-à-pair. Elle se concentre sur la tolérance aux fautes, la gestion de réplique, et l’adaptation dynamique. Fondamentalement, REGAL propose l’utilisation de la réplication active pour tolérer des fautes et réduire les temps d’accès aux données, tout en s’adaptant dynamiquement aux contraintes de l’environnement d’exécution et à l’évolution du comportement de l’application.

L’équipe NPA vise à développer une vision pour l’Internet du futur, ainsi que de concevoir des solutions pour le représenter et le contrôler. La cible de l’équipe est le contrôle des réseaux omniprésents, mobiles et souples qui augmentent partout dans les environnements privés et professionnels. Le cœur de notre travail concerne des problèmes liés aux multimédia et aux réseaux mobiles, à la gestion de ressources, à l’extensibilité, aux réseaux ambiants, et à la gestion de réseau de contenu. Par ailleurs, un travail significatif est développé autour de la mesure de l’Internet, de la modélisation et de l’ingénierie du trafic.

L’équipe PHARE vise à développer la future génération de réseaux de télécommunications. Les protocoles IP (Internet Protocol), TCP (Transmission Control Protocol) et UDP (User Datagram Protocol) permettent de réaliser les communications dans le monde Internet. Ces protocoles sont mal adaptés aux nouvelles générations de réseaux en particulier les réseaux de capteurs ou les réseaux ad hoc. L’objectif de PHARE est de proposer un protocole de nouvelle génération capable de s’adapter à son environnement. Ce protocole intelligent devra pouvoir se métamorphoser de liaison en liaison pour tenir compte des contraintes locales. Dans cette recherche, différentes solutions, issues des réseaux autonomes, des réseaux actifs et des systèmes multi-agents, seront testées et comparées.

Systèmes embarqués sur puce

Le département « Systèmes embarqués sur puce » du LIP6 concentre ses recherches sur les méthodes et outils de conception des systèmes multiprocesseurs intégrés sur puce (MPSoC).

• Au niveau « système », les recherche portent sur les techniques de conception conjointe matériel/logiciel (environnement DSX), le prototypage virtuel (projet SoCLib), les systèmes d’exploitation temps réel embarqués (projet MUTEK), les micro-réseaux intégrés sur puce (projet SPIN), les modèles de communication matériel/logiciel, les méthodes de vérification formelle, l’architecture des processeurs multi-core, et les techniques de compilation itérative pour le logiciel embarqué. Le LiP6 assure la coordination du projet national SoCLib, qui vise le développement d’une plate-forme ouverte de modélisation et de simulation des MPSoCs.

• Au niveau « circuit », le département SOC poursuit ses recherches en CAO/VLSI, à travers le projet CORIOLIS, qui vise le développement de nouveaux outils de synthèse/placement/routage adaptés aux procédés de fabrication nanomètriques.D’autres recherches portent sur la modélisation des interconnexions et l’analyse de la diaphonie, sur de nouvelles architectures de matrice FPGA embarquées et sur l’optimisation des opérateurs arithmétiques. Le projet CAIRO+ vise le développement d’un environnement de conception de composants analogiques génériques et re-utilisables, tels que des convertisseurs analogiques numériques.

Le département SOC a des coopérations avec de grandes compagnies industrielles telles que ST Microelectronics, Thales, Bull, Intel ou IBM. Il accueille le Centre Européen de Recherche en Micro-Electronique, qui est une structure de recherche mixte, co-financée par le CNRS, le LIP6 et les partenaires industriels. Cinq start-ups ont été créées par d’anciens chercheurs du LIP6 au cours des 10 dernières années.