Majeure - Systèmes Cyber-Physiques (CPS)

Notre société repose sur des logiciels complexes et autonomes pour contrôler différents systèmes (par exemple, les voitures et systèmes de transport autonomes, les réseaux électriques intelligents, les essaims de drones, les dispositifs médicaux, etc.). Concevoir et mettre en œuvre des logiciels fiables, sécurisés et performants pour de tels systèmes cyber-physiques (CPS) est d’une importance capitale, car les erreurs logicielles peuvent avoir de graves conséquences. Cependant, cette tâche est extrêmement difficile en raison de facteurs tels que l’interaction avec l’environnement physique, la communication avec d’autres systèmes et l’autonomie.

La spécialisation CPS se concentre sur les méthodes formelles (c’est-à-dire des techniques mathématiques rigoureuses) pour la spécification, l’analyse et la vérification des systèmes cyber-physiques.

Le programme est orienté vers la recherche : il couvre les fondements théoriques des CPS et comprend deux stages de recherche. À la fin du programme, les étudiants seront capables de développer de nouvelles théories et de nouveaux algorithmes pour analyser les CPS, plutôt que de simplement appliquer ceux déjà existants.

Les candidats hautement qualifiés sont également invités à postuler au doctorat en informatique, en précisant CPS comme leur spécialisation et en motivant leur intérêt pour la recherche et l’étude dans cette spécialisation.

La première année du programme couvre les principes fondamentaux des méthodes formelles (par exemple, l’interprétation abstraite, la vérification de modèles, etc.) ainsi que des systèmes et programmes informatiques (par exemple, la compilation). Les étudiants disposent d’un large choix de cours optionnels leur permettant d’acquérir des connaissances sur des sujets interdisciplinaires (par exemple, l’apprentissage automatique, les systèmes distribués, etc.).

La deuxième année approfondit des sujets de recherche avancés (par exemple, la vérification formelle des réseaux de neurones et des systèmes contrôlés par réseaux de neurones, l’analyse formelle de la sécurité, etc.), tout en permettant aux étudiants d’explorer d’autres domaines interdisciplinaires.

Chaque année, les étudiants effectuent un stage de recherche, principalement au sein d’une institution académique (par exemple, dans les laboratoires de l’Institut Polytechnique de Paris).

Objectifs

• Acquérir les fondamentaux des méthodes formelles (par exemple, la vérification de modèles, l’interprétation abstraite, les méthodes et assistants de preuve, SAT et SMT, …)
• Acquérir les notions théoriques des systèmes cyber-physiques (par exemple, les systèmes temps réel, les systèmes distribués, la théorie du contrôle, …)
• Développer de nouvelles théories et de nouveaux algorithmes pour analyser les CPS, plutôt que de simplement appliquer ceux déjà existants.
• Développer les compétences nécessaires pour poursuivre un doctorat et une carrière en recherche (résolution de problèmes, pensée abstraite, …)