Mes travaux se proposent d'étudier les fondements d'une sémiotique du mouvement pour faciliter la programmation de systèmes robotiques complexes. Il s'agit d'établir des modèles symboliques de l'action sur la base de l'analyse des fonctions numériques qui préludent au mouvement (planification et contrôle). Ce travail s'appuie sur la maîtrise de concepts robotiques bien établis en algorithmique de la planification de mouvements, en commande des systèmes redondants et en modélisation de tâches. L'originalité de l'approche consiste à étendre le concept de tâche comme un cadre unificateur pour décrire le mouvement à effectuer et pour réaliser son exécution.
Le document est organisé en deux axes. Dans un premier temps, on cherche à étendre le cadre de la commande par fonction de tâche, de manière à absorber au plus bas niveau un maximum d'incertitudes qui n'auront ainsi plus à être traitées au niveau décisionnel. C'est de cette couche sensori-motrices que j'entends faire émerger un « vocabulaire de l'action » permettant une commande « haut niveau » du système. Dans un second temps, on s'intéresse à l'organisation de ce vocabulaire pour la programmation et la plannification automatique de mouvement, ou encore comme cadre descripteur de mouvements observés.
Les méthodes proposées se veulent génériques. Elles peuvent être appliquées à une grande variété de systèmes allant de la robotique (robots redondants) à l'animation graphique (avatars virtuels). Néanmoins, le travail est délibérément orienté plus spécifiquement vers la robotique humanoïde. Sans condamner d'autres débouchés, cela permet de fixer à la fois un cadre expérimental et un cadre applicatif précis, et comme présenté dans la fin du document, d'ouvrir le projet vers la thématique plus générale du mouvement humain.

Les travaux présentés traitent de l’intégration des composants passifs pour la conversion et le stockage de l’énergie dans le contexte de l’électronique nomade (smart phones, tablettes, appareils photos numériques, etc.). Parmi les enjeux des années à venir, on peut citer la demande croissante de nouvelles fonctionnalités et l’augmentation de l’autonomie énergétique de ces différents objets. La miniaturisation et l’approche de l’intégration hétérogène 3D font partie des solutions pour lever les verrous technologiques associés à ces défis.
Concernant les circuits de puissance assurant la conversion et la gestion de l’énergie, la miniaturisation reste limitée, la taille des convertisseurs étant définie par l’encombrement des éléments passifs les constituant. Je présenterai les travaux réalisés depuis 2005 au LAAS-CNRS permettant l’intégration sur silicium de composants passifs (bobines, condensateurs) pour ces systèmes. Les travaux sont axés sur la conception, le développement des topologies et des filières technologiques pour micro-bobines (L) et condensateurs intégrés (C). A long terme, pour produire des alimentations toutes intégrées sur puce, l’intégration et l’empilement de puces multi-fonctionnelles sont à concevoir. Nous montrerons quelques pistes d’intégration : puce passive (contenant bobine et condensateur sur le même substrat), ou co-intégration passif-actifs au sein de la filière d’intégration fonctionnelle.
Dans un deuxième volet, nous aborderons la thématique de l’autonomie énergétique des microsystèmes (capteurs ou autre). De nombreux travaux de recherche ont émergé depuis le début des années 2000 sur les microsystèmes de récupération de l’énergie ambiante : solaire, thermique, mécanique, acoustique. Etant donné la nécessité d’un stockage tampon de l’énergie récupérée, la solution la plus pertinente est d’utiliser un supercondensateur, élément de stockage présentant des durées de vie quasi-illimitées. Je présenterai les activités de recherche liées à l’intégration de micro-supercondensateurs sur silicium. Les premiers dispositifs à base de charbon actif et autres carbones nanostructurés ont montré des performances intéressantes : près de 250 mJ.cm^-2 d’énergie et 200 mW.cm^-2 de puissance. Finalement, les perspectives de recherche sur ces thématiques seront proposées et discutées.

Ce manuscrit présente mes activités de recherche sur les comportements basés vision pour des robots complexes comme les robots humanoïdes.
La question scientifique sous-jacente qui structure ce travail est la suivante: "Quels sont les processus de décisions qui permettent à un robot humanoïde de générer des mouvements en temps réel basés sur des informations visuelles ?'' Au football, les êtres humains peuvent décider de frapper une balle alors qu'ils courrent et que tous les autres joueurs sont constamment en train de bouger. Reformuler comme un problème d'optimisation pour un robot humanoïde, trouver une solution pour un tel comportement est généralement très difficile du point de vue calculatoire. Par exemple, le problème de la recherche visuelle a été demontré comme étant NP-hard.
La première partie de ce travail concerne la génération de mouvements temps réel. Partant des contraintes générales qu'un robot humanoïde doit remplir pour générer un mouvement faisable, des problèmes fondamentaux sont présentés. A partir de ceci, plusieurs contributions permettant à un robot humanoïde de réager à des changements de l'environnement sont présentés. Ils concernent la génération de la marche, les mouvements corps complets pour éviter des obstacles, et la planification de pas en temps réel dans des environnements contraints.
La deuxième partie de ce travail concerne l'acquisition temps-réel de connaissance sur l'environnement à partir de la vision par ordinateur. Deux comportements principaux sont considérés: la recherche visuelle et la construction d'un modèle visuel d'un object. Ils sont considérés tout en prenant compte le modéle du capteur, le coût du mouvement, les contraintes mécaniques du robot, la géometrie de l'environnement ainsi que les limitations du processus de vision. De plus des contributions sur le couplage de l'auto-localisation basé cartes avec la marche, la génération de pas basé sur l'asservissement visuel seront présentés.
Finalement les technologies centrales développées dans les contextes précédents ont été utilisées dans différentes applications : l'interaction homme-robot, la télé-opération, l'analyse de mouvement humains. Basé sur le retour d'expérience de plusieurs démonstrateurs intégrés sur le robot humanoïde HRP-2, la dernière partie de cette thèse proposent des pistes pour des idées permettant de lever les verrous technologiques actuels de la robotique humanoïde.

This dissertation summarises my research activities in the field of Ion Implantation-Induced extended defects and of their impact on the properties of Ultra-Shallow source/drain junctions (USJs) in MOS transistors. The interactions between the defects and the implanted dopants are at the origin of the diffusion and activation anomalies that represent the major obstacles to the fabrication of USJs satisfying the ITRS requirements.

The first part is dedicated to the fundamental studies on the formation and evolution of defects and on their impact on transient enhanced diffusion (TED). These studies contributed to provide a unified description of defect evolution, and improve the existing models by extending them to all defect families, including a correct TED dependence on the defects’ size.

In the second part, I focused on the defect-dopant interactions causing dopant activation anomalies. In the case of p⁺-n junctions, these anomalies are due to the formation of small Boron-Interstitial Clusters (BICs), which have been at the centre of all the studies presented in this part.

The third one is dedicated to the advanced processes and materials recently introduced in the semiconductor industry and the associated issues concerning USJs fabrication, including defect formation during ultra-fast annealing, their evolution in SOI or the Boron activation stability in Germanium.

The last chapter is dedicated to the presentation of the perspectives of my research activity within the newly defined “extended-CMOS” context, arising from the convergence of the classical More Moore domain with the growing More than Moore one.

Les activités présentées comportent trois axes: l'utilisation de la réflexivité pour la construction d'architectures sûres, la résilience des systèmes mobiquitaires et la geoprivacy.
Le premier axe concerne la tolérance aux fautes pour les systèmes distribués, sous un angle architecture et langage. J'ai étudié l'utilisation de la réflexivité à la compilation et à l'exécution afin de faciliter l'implémentation de mécanismes de tolérance aux fautes indépendamment de l'application. Le deuxième axe concerne la tolérance aux fautes dans les systèmes mobiles. Mon approche a été d'aborder la mobilité comme un atout plutôt qu’une difficulté et d’étudier la notion de communication de groupes géographiques. Enfin, dans le cadre de mes recherches, des questions d'ordre déontologique ont été soulevées : comment exploiter des données de mobilité individuelles tout en préservant la vie privée ? Je me suis intéressé à la geoprivacy qui représente maintenant la majeure partie de mes travaux, sous l'angle des attaques comme de la protection. De nombreuses pistes de recherche sont encore ouvertes et sont exposées en conclusion.