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La contribution d’InSimo au code open source de SOFA
Interview des principaux acteurs
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Par Jeremy Ott / le 7 mai 2021
Photo Hugo Talbot : © Inria / É. Garault
InSimo, entreprise spécialisée dans le développement de logiciels pour la formation médicale et chirurgicale apporte sa contribution au code Open Source de SOFA
Découvrez l’interview croisée d’Hugo Talbot – SOFA Coordinator au sein de la fondation Inria, François Jourdes – Head of Research & Jérémie Allard – CTO & Co-fondateur d’InSimo, principaux acteurs de cette nouvelle contribution de la startup au consortium.
François Jourdes: “Notre objectif: améliorer la performance globale de SOFA pour offrir toujours plus de vitesse et de fluidité à la communauté dans l’exécution de leur simulation”
François Jourdes: Notre contribution en quelques chiffres :
“Une accélération de la vitesse d’exécution des scènes simulées jusqu’à 10 fois supérieures sur des solvers directs et jusqu’à 40x plus performante sur certains scénarios avec l’intégration du support multi-thread et l’optimisation d’assemblage des matrices.”
Cette nouvelle contribution vient illustrer la relation forte entre InSimo et le monde académique à travers le consortium SOFA. A la fois utilisateur et contributeur, la startup fait le choix de transférer une partie de son code privé dans le dépôt public Open Source de la plateforme.
À travers ce transfert technologique basé sur le multithreading et l’assemblage de matrices, InSimo permet à l’ensemble de la communauté de bénéficier des éléments fondamentaux de sa technologie désormais intégrés au cœur du moteur SOFA. La nature de la contribution repose sur un principe simple: proposer des simulations qui s’exécutent vite, pour permettre des interactions en temps réel avec des modélisations complexes. Le résultat, la garantie de simulations performantes, fluides à l’interactivité accrue, s’approchant au plus prêt du réel grâce à des calculs rapides garantissant des réponses quasi immédiates dans l’exécution des simulations.
Découvrons nos trois interviewés :
Hugo Talbot
Il est le coordinateur du consortium SOFA, qui est responsable de l’animation et du développement de la communauté auprès de membres académiques et privés, de la maintenance de SOFA, de la production de releases stables et de l’harmonisation globale des développements.
Son objectif: “ Assurer une base de code open-source stable pour permettre aux projets de se réaliser et à la communauté de se développer”
Jérémie Allard
Impliqué depuis 2006, Jérémie a été présent dès les débuts de l’aventure SOFA, d’abord en tant que post-doctorant puis en qualité de chercheur.
Après une courte pause au moment de la création d’InSimo, Jérémie bascule du statut de contributeur au statut d’utilisateur de SOFA, cette fois-ci en tant que CTO & co-fondateur d’InSimo. Son implication au sein de la communauté reste cependant bien présente, conscient des enjeux et difficultés de ce type de projet.
Pour lui: “Les utilisateurs de SOFA sont principalement des développeurs et ont souvent besoin de modifier le code Open Source lui-même, ce qui rend difficile l’introduction de modifications majeures. Il reste cependant primordial d’injecter du code industriel dans le coeur Open Source quand cela permet de faire bénéficier de fonctionnalités à fortes valeurs ajoutées à l’ensemble de la communauté”
François Jourdes
Il commence à travailler sur SOFA en 2008 en temps qu’ingénieur jeune diplômé et fait partie d’une des équipes de recherche de l’Inria à l’origine du développement de SOFA.
“Le code de SOFA permettait de mutualiser les efforts de recherche en simulation biomécanique des équipes Inria de Lille dont faisait partie Jérémie, de Sophia Antipolis et de Grenoble où je travaillais. SOFA était et reste aujourd’hui une base mutuelle et puissante de développement pour l’ensemble des équipes et de la communauté.”
Après plus de 2 ans et demi d’investissement sur le sujet, François rejoint InSimo en 2013, séduit par une opportunité de collaboration sur le projet HelpMeSee pour le développement d’un simulateur de chirurgie de la cataracte avec pour ambition d’éradiquer la cécité liée à cette maladie dans le monde. Aujourd’hui responsable de la recherche au sein de la startup, il reste également fortement impliqué dans le consortium.
Pour commencer cette interview, revenons rapidement sur SOFA et les intérêts majeurs d’intégrer la communauté. Hugo, pourrais-tu nous en dire plus ?
Hugo : « SOFA est une plateforme Open Source, le code est donc complètement accessible.
Qui dit code ouvert, dit communauté : aujourd’hui des équipes de développement, des ingénieurs et des chercheurs internationaux se rassemblent autour de cette plateforme, l’utilisent et la font évoluer tous les jours. Avec ce cœur de logiciel stable et robuste, SOFA a pour objectif de faciliter et nourrir les activités académiques et économiques de la communauté. C’est la dynamique actuelle du consortium.
Rejoindre la communauté permet ainsi de trouver de multiples collaborations avec des laboratoires à l’international, de l’Europe aux États Unis en passant par le Japon. Cela permet également de mettre en place des partenariats avec des acteurs privés au travers différents évènements et actualités tout au long de l’année. Enfin, ce peut être le moyen de trouver des profils en simulation ou de de se faire embaucher par l’entreprise de ses rêves. C’est tout l’intérêt de partager un socle technologique commun !”
Et quelle est la place d’InSimo dans SOFA ?
Hugo : “Il est clair qu’InSimo a une place spéciale pour le consortium, et ce pour plusieurs raisons : une croissance importante autour de SOFA, une aura de Startup accomplie ayant utilisé SOFA comme socle de développement, mais également une histoire commune puisqu’InSimo est issue, comme SOFA, des équipes de recherche Inria”
Un événement marquant de la relation InSimo / SOFA ?
Hugo : “Je me souviens en 2012, du montage d’InSimo et de leur projet phare : HelpMeSee. Cet événement a été marquant et enthousiasmant pour toute la communauté SOFA. Un projet à la dimension internationale générant une visibilité mondiale sur la base d’un outil Open Source dédié à la simulation pour former des personnes partout dans le monde, il n’y avait pas de meilleur ambassadeur pour illustrer la force de SOFA. »
“Aujourd’hui encore, InSimo conserve une place toute particulière dans la communauté notamment de par le haut niveau de maîtrise technique de SOFA au sein de ses équipes. Cela reste assez unique dans la communauté. InSimo fait partie des plus grands experts SOFA, ce qui en fait une vitrine formidable pour montrer à quelle qualité de produit fini peut conduire notre solution Open Source”
Entrons maintenant dans le vif du sujet en regardant de plus prêt la dernière contribution d’InSimo à l’Open Source SOFA et ses bénéfices pour la communauté.
François: “ Pour commencer, je dirai que l’intérêt principal de cette contribution est de montrer et partager des améliorations que l’on a implémentées dans le cadre particulier de simulations qui doivent tourner vite tout en maintenant un haut niveau de précision et qui utilisent des méthodes d’éléments finis pour faire de la modélisation et de la déformation.”
« Il est également important de noter que les applications possibles de cette contribution ne sont pas que liées au médical. Grâce à cette dernière contribution, InSimo apporte un socle de développement standard et facilement reproductible dont l’objectif premier est d’être en mesure d’exécuter des scènes de simulation le plus rapidement possible et ce quelque soit le domaine concerné.”
“L’intérêt pour la communauté est d’apporter des éléments de réponses à une thématique de recherche qui existe dans le milieu académique : comment exécuter des simulations le plus rapidement possible ? »
« Par notre contribution nous partageons une solution industrielle qui va permettre aux académiques de disposer d’une référence sur laquelle ils pourront comparer la performance de leurs algorithmes”
“Enfin, notre contribution reflète également notre savoir faire en exposant notre manière de “digérer” et de travailler avec du code, que ce soit dans l’intégration de librairies externes ou l’intégration de contributions SOFA à notre code privé.”
Jérémie: “Il y a des contributions qui permettent de modéliser de nouvelles choses, de nouveaux modèles mais qui sont très spécifiques notamment pour du médical ou de la robotique, mais là, ce qu’on a essayé de faire, c’est une contribution qui bénéficierait globalement à tous les utilisateurs de SOFA sans qu’ils aient besoin de modifier leur stratégie de modélisation dans leurs simulations.”
“Malgré ça, notre contribution ne s’applique pas à toutes les simulations, on s’est focalisé sur des simulations qui ont une résolution de FEM avec un Solver direct. Cette partie du code est relativement sous-jacente et transversale à beaucoup de simulations et rejoint la volonté d’InSimo d’apporter potentiellement de la valeur au maximum de monde dans la communauté SOFA en améliorant les performances globales du code plutôt qu’en développant un nouvel algorithme. »
Exemple de simulation avec le cadriciel SOFA, par Jérémie Allard
François: “En effet, pour compléter Jérémie, je dirai que la contribution proposée par InSimo n’est pas un nouvel algorithme de déformation ou une nouvelle façon de résoudre les interactions entre les objets. On souhaitait proposer une amélioration qui bénéficierait aussi bien à un chercheur qui travaille sur la modélisation biomécanique que sur la détection et la résolution du contact. Sans trop d’efforts, la communauté va pouvoir obtenir de grands gains de performances.”
“Du côté d’InSimo, cette version open source de notre technologie va nous permettre d’élaborer plus facilement des partenariats de recherche. On pourra s’en servir de support pour illustrer et reproduire fidèlement les problématiques techniques fondamentales qu’InSimo souhaite faire progresser conjointement avec le monde académique.”
Dernière question, comment cette contribution a-t-elle été accueillie par le consortium SOFA ?
C’est une grosse contribution et signe de bonne santé pour le consortium. Recevoir des contributions fait clairement partie des attentes du consortium et particulièrement d’Inria. Nous les recevons les bras ouverts car elles nous permettent de montrer que notre communauté évolue et monte en compétences.
Hugo: “Le multithreading et un assemblage de matrices efficaces sont des points clés qui permettent d’augmenter la performance et donc l’interactivité des simulations. SOFA étant souvent recherché comme base de développement pour l‘interactivité et la rapidité apportée dans les applications, cela rend cette contribution d’InSimo d’autant plus importante et impactante. De plus, par sa transversalité, elle va profiter à toute la communauté. Elle est déjà reçue très positivement par l’ensemble du consortium.”
“Pour les collaborations avec les académies, cette collaboration va permettre de se comparer et d’échanger sur des scènes de simulation communes, quelle que soit la simulation, quel que soit l’usage de SOFA, la performance globale se verra affectée d’une performance accrue.”
Prochains RDV à prévoir :
?Début juin le comité technique SOFA
?Du 22 au 26 Novembre la SOFA Week
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