210 - Technologies de l’information et des communications

L’interactivité robotique permet d’assister l’humain à des tâches dangereuses et d’éviter les postures inadéquates pouvant mener à des troubles musculo-squelettiques. En particulier, un modèle de l’interaction favorise une réduction des efforts physiques et permet un partage des tâches dans l’ordonnancement des activités de production et de fabrication. Cette interaction doit cependant s’activer lorsque cela est nécessaire, spécifiquement lorsque le robot détecte un comportement anormal de l’opérateur par une analyse de la performance des actions. La mesure de cette performance est réalisée à l’aide de vêtements de protection individuel intelligents.

L’une des applications envisagées dans ce domaine est l’augmentation de l’environnement réel par une aide virtuelle des opérateurs via un retour haptique (kinesthésique et vibrotactile) et visuel.

Cette technique permettra de visualiser des objets virtuels 3D dans un environnement réel (réalité augmentée) de manière à apporter une aide assistée immédiate à un opérateur de même qu’à déterminer la trajectoire des mains et de la tête.

Le retour haptique sera réalisé avec un guide virtuel tout en faisant l’étude de la stabilité du guide à l’aide d’un modèle dynamique « bras-robot-guide ». Ce projet de recherche permettra d’introduire les robots collaboratifs naturellement dans un environnement de production industrielle de l’industrie 4.0.

Les troubles musculo-squelettiques (TMS) sont des lésions (douleur chronique, faiblesse musculaire, etc.) résultants de la surutilisation des tissus anatomiques, en particulier sur les postes où des travailleurs effectuent des mouvements manuels répétitifs, dans un environnement multitâche. Une proportion importante d’arrêts de travail est due à l’incapacité physique des travailleurs affectés d’un TMS. Pour ce faire, nous proposons un modèle d’interactivité humain-robot (une troisième main robotique autonome) pour favoriser la réintégration des opérateurs en absence prolongée au travail pour TMS à leur poste. Le but du modèle d’interaction robotique est l’assistance des travailleurs via le partage des tâches dans l’ordonnancement des activités de production. Bien que l’interaction robotique ait été largement étudiée, sa mise en œuvre dans l’ordonnancement reste assez complexe lors de la conceptualisation du partage des tâches et de l’efficacité du travail d’équipe. Les objectifs du modèle proposé sont orientés vers l’inclusion de la détection des activités humaines et du positionnement du corps humain dans la commande intelligente du robot. Ainsi, un algorithme de classification fiable et robuste sera mis en œuvre à l’intérieur des capteurs intelligents insérés dans des vêtements de protection individuels du travailleur, pour identifier ses actions et ses comportements anormaux. Par conséquent, le robot intervient en fonction de l’état de l’opérateur en évitant sa collision.

Combien y a-t-il de relations internes possibles dans un ensemble à  n  éléments?  Parmi elles, combien sont réflexives? symétriques? transitives?  De combien de façons peuvent être combinées les différentes propriétés?  Le cas  n = 3  sera étudié de façon plus détaillée, avec notamment la présentation synoptique des 104 graphes sagittaux représentatifs des 512 relations.

La mesure objective de la douleur d’une personne atteinte de la fibromyalgie (FM) représente un défi puisque la symptomatologie chez ces personnes est caractérisée par de douleurs diffuses, persistantes, amoindrissant leurs capacités fonctionnelles. Jusqu’à ce jour, des études en imagerie cérébrale fonctionnelle utilisant l’électroencéphalogramme (EEG) se sont essentiellement concentrées sur l’analyse spectrale, fondée sur l’hypothèse de stationnarité des signaux. Cependant, l’EEG est un signal non-périodique, non-stationnaire où l’information de la douleur peut contenir des paramètres pertinents changeant dans le temps. Par conséquent, nous proposons l’application d’un algorithme permettant de déterminer un indice pouvant être lié à la douleur et à la performance à la tâche à l’aide des polynômes de Tchebychev. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que la douleur musculosquelettique et la performance à la tâche seraient en lien avec l’énergie provenant de l’EEG. Cet algorithme, capable de détecter les paramètres des processus non-stationnaires, calcule un indice permettant d’inférer sur la douleur musculosquelettique pendant la tâche. L’efficacité de notre approche a été évaluée sur quatre participants atteints de la FM et quatre participants sains. Les résultats préliminaires montrent que les pointes d’énergie apparaissant dans le temps pourraient être corrélées avec un indice d’une douleur généralisée et de performance à la tâche bimanuelle chez les personnes atteintes de la FM

Les nombreux handicaps de la distribution de Dirichlet comme distribution à priori dans les modèles thématiques ont provoqué la rapide émergence d'autres modèles génératifs probabilistes. Ces nouveaux modèles sont basés sur des distributions à priori plus flexibles et efficaces dans les systèmes de « modèle de sujet » et applications qui, surtout mettent en relief les liens sémantiques entre les thèmes (correlation). C'est le cas des modèles tels que le CTM (Modèles thématiques de correlation, de l’anglais Correlated Topic models), PAM (modèle d’allocation de Patchinko), GD-LDA (allocation de Dirichlet latente basée sur la distribution de Dirichlet généralisée), et LGDA (allocation de Dirichlet généralisée latente). Mais encore, de profondes analyses ont récemment montré que ces modèles cités portent en eux aussi des insufisances qui affectent les inférences habituelles notamment l'échantillonnage de Gibbs  et l'inférence Bayésienne variationnelle. Devant ces difficultés et défis, nous proposons une nouvelle approche qui veut reconcilier un processus génératif complet à une inférence plus robuste avec désormais un choix basé sur la flexibilité des distributions à priori comme la distribution de Dirichlet généralisée. Cela ainsi permet à notre modèle d'être plus adaptable à des applications et données numériques plus variées (textes, images, videos, objets 3D, etc). Notre étude expérimentale à travers la classification des images confirme l'efficacité du nouveau modèle.

La qualité de l'air est devenu un enjeu de santé majeur pour plusieurs citoyens. Les fines particules (PM2.5) passent par nos poumons pour ensuite s'infiltrer dans notre système sanguin, causant ainsi des maladies cardiaques. Peu d'outils bon marché sont actuellement disponibles.

L'objectif du projet ACAS (Air Cloud Analytics System) est d'offrir aux citoyens des outils économiques et fiables, qui leur permettront de mieux comprendre la qualité de l'air intérieur et extérieur. De plus, les données recueillies pourraient être partagées à la communauté (données ouvertes).

L'architecture technologique sera donc présentée aux auditeurs. On abordera les aspects suivants :

   Programmation d'un microcontrôleur, mise en place de l'architecture logicielle, gestion des données et senseurs utilisés.

En conclusion, le projet démontre qu'il est possible de mettre en place des systèmes d'analyse de la qualité de l'air à faible coût (<120$), fournissant des données fiables aux utilisateurs et à la communauté.

Les soins à domicile (SAD) améliorent les conditions de vie des patients grâce à des soins médicaux, paramédicaux et services sociaux à domicile. Leur planification est étudiée en recherche opérationnelle afin d’optimiser les conditions de travail des soignants et, par conséquent, la qualité des soins offerts. Plusieurs contraintes doivent être considérées telles que la charge de travail, la qualification des soignants ou le routage. La recherche est principalement axée sur deux aspects : la représentation du problème et la proposition d’une méthode de résolution adaptée. Toutefois, les données utilisées dans la littérature sont généralement spécifiques aux problématiques étudiées en plus d’être confidentielles. Dans cette communication, nous présentons la réalisation d’un objectif clé à notre recherche : l’élaboration d’un jeu de données. Ce dernier est indispensable à la validation de notre modèle et à la conception d’une méthode de résolution. Il comporte plusieurs combinaisons de contraintes spécifiques aux SAD qui, jusqu’à présent, ont été traitées séparément dans la littérature. Le jeu de données proposé se base sur des connaissances métiers propres à la région du Saguenay mais aussi sur des probabilités issues de communications scientifiques médicales. En plus des contraintes générales, il offre la possibilité de considérer la continuité dans les soins ou l’interdépendance des soins. Sa complexité peut aussi varier selon le nombre de soignants et leurs qualifications.

Les modèles de graphème en phonème sont des composants clés dans les systèmes de reconnaissance automatique de la parole et de synthèse vocale. Avec des paires de langues peu dotées (ou peu de ressources linguistiques, d'outils informatiques) qui ne possèdent pas de dictionnaires de prononciation bien développés, les modèles de graphème en phonème sont particulièrement utiles. En principe, ces modèles sont basés sur des alignements entre les séquences sources de graphèmes et les séquences cibles de phonèmes. Dans le cadre de notre travail de recherche, nous présentons une nouvelle méthode appliquant la représentation d'alignement au niveau de caractères pour les séquences d'entrée ainsi que les plongements (embeddings) pré-entraînés de source et de cible pour surmonter le problème de la tâche de translittération pour une paire de langues peu dotée. Les expérimentations ont été réalisées sur la paire de langues peu dotée franco-vietnamienne. Avec seulement un petit dictionnaire de prononciation bilingue disponible pour l'apprentissage des modèles de translittération, nous avons obtenu des résultats prometteurs avec un grand gain de score BLEU ainsi qu'une réduction du taux d'erreur de traduction (TER) et du taux d'erreurs de phonèmes (PER), comparés à d'autres systèmes utilisant l'approche statistique.

En recherche opérationnelle, l’algorithme d’optimisation par essaim particulaire (OEP) est reconnu comme une métaheuristique efficace dans la résolution de problèmes utilisant des variables réelles. Plusieurs variantes de cet algorithme sont proposées dans la littérature et chacune d’elles adopte une approche différente dans la résolution de problèmes. Malgré les progrès proposés au fil des ans, l’OEP éprouve tout de même de la difficulté à optimiser des problèmes de grande taille. Afin de pallier à cette lacune, il est proposé dans cette recherche d’hybrider trois variantes de l’OEP dans le but d’utiliser les forces de certaines pour atténuer les faiblesses des autres. Ces trois variantes prouvées efficaces dans la littérature sont : le barebones particle swarm optimization, le comprehensive learning particle swarm optimization et le cooperative learning particle swarm optimization. Trois nouveaux algorithmes hybrides sont ainsi proposés dans le but d’améliorer la qualité des solutions produites. Leur efficacité est testée sur une série de problèmes de tailles différentes utilisant des variables réelles. La comparaison des résultats est effectuée avec l’aide de la dominance stochastique ainsi que par une analyse de convergence. Cette comparaison permet de démontrer que l’hybridation entre les variantes de l’OEP améliore la qualité des solutions obtenues lors de l’optimisation de problèmes de grande taille.

Dans la dernière décennie, le concept de champ vectoriel combinatoire (ou discrète) introduit par Robin Forman en 1998 est devenu un outil très efficace pour la discrétisation des problèmes continus en mathématiques appliquées, l'imagerie et la visualisation.  Le but de ces recherches est de développer les liens formels entre la théorie classique de Morse et la théorie de Forman dans le contexte de systèmes dynamiques. Donc, dans cette présentation, nous débuterons par faire un résumé sur les fonctions de Morse discrète et par la suite, nous montrerons des exemples sur des champs vectoriels gradient de Morse qui est générer par un programme fait à l’interne. Ensuite, par ce champ vectoriel, nous pouvons construire un champ de vecteurs à valeurs multiples. De plus, on peut construire une application semi-continue supérieurement et de montrer graphiquement le fonctionnement de cette application. D’autre part, nous pouvons étendre ce résultat sur la théorie d’indice de Conley sur les complexes simpliciaux 2D.