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Des chercheurs basés au Nouveau-Brunswick et en Nouvelle-Écosse collaborent pour analyser d’énormes quantités de données produites par les capteurs qui surveillent les infrastructures critiques
Dans des situations urgentes comme les catastrophes naturelles — ou même la pandémie actuelle — les équipes canadiennes de première intervention s’appuient sur des systèmes radio mobiles pour communiquer rapidement et en toute sécurité. Les fabricants du monde entier utilisent aussi des systèmes radio dans leurs usines de production. Permettre les communications radio nécessite une infrastructure complexe avec des centaines de milliers de sites de répéteurs radio répartis à travers l’Amérique du Nord et le monde.
Une équipe de recherche financée par Mitacs travaille avec l’entreprise néo-écossaise Rimot pour développer une plateforme capable d’utiliser l’apprentissage automatique pour identifier ce qui se passe avec ces capteurs de façon plus rapide et plus précise, afin de prédire les problèmes futurs, de réduire les pannes et d’améliorer la fiabilité du système de communication.
« Les systèmes radio mobiles terrestres génèrent quotidiennement de grandes quantités de données opérationnelles et d’alarmes système. La plupart de ces données vitales restent inutilisées et nécessitent l’envoi d’un technicien pour enquêter manuellement sur chaque alarme », explique Monica Wachowicz, professeure en science des données et directrice du Laboratoire People in Motion à l’Université du Nouveau-Brunswick (UNB). « Cela entraîne non seulement le coût de l’expédition de camions supplémentaires, mais aussi une perte de revenus pendant les arrêts du système. »
Rimot a développé un système avancé de surveillance à distance qui fournit des données continues pour la prise de décision en temps réel et la gestion d’actifs à distance. Cela signifie qu’ils peuvent rapidement identifier un problème sans avoir besoin d’inspections manuelles. Mais analyser les volumes massifs de données produits par les capteurs de Rimot est une tâche majeure qui dépend désormais de l’aide d’experts de l’UNB, de l’Université Dalhousie et de l’Université Acadia.
Quel est le rôle de l’IIoT et de la science des données dans la gestion des infrastructures critiques?
Le produit de Rimot est rendu possible grâce aux systèmes industriels de l’Internet des objets (IIoT), qui connectent les capteurs à des services hébergés dans le cloud. Cependant, les grandes quantités de données transmises peuvent congestionner les réseaux et créer des défis de performance.
Pour résoudre les obstacles potentiels à l’infrastructure et à la connectivité, l’équipe de recherche a proposé de combiner deux technologies, l’informatique en nuage et l’informatique en périphérie. Le premier fonctionne dans un centre de données virtuel et centralisé, tandis que le second rapproche le calcul de la source des données.
« En éliminant la distance et le temps nécessaires pour envoyer les données vers des sources centralisées, nous bénéficierons d’une meilleure vitesse et performance du transport des données, ainsi que d’appareils et d’applications en périphérie », affirme Wachowicz.
Elle supervisait Hung Cao, un Mitacs Accélération interne et boursier postdoctoral de l’UNB, dans l’application d’un cadre conceptuel qu’il a développé durant ses études de doctorat pour répondre aux besoins pratiques de Rimot.
« Le projet Mitacs avec Rimot avait une corrélation parfaite avec mes recherches en IIoT à l’UNB », dit Cao. « Nous essayions de développer une architecture et d’analyser les données entrantes des appareils IIoT à tout moment et partout. »
Créer un écosystème d’innovation par la collaboration en recherche
La nature collaborative et multidisciplinaire de ce projet le rend unique. Alors que Wachowicz et Cao travaillaient sur le mélange optimal d’intelligence en périphérie et en nuages, les chercheurs de Dalhousie explorent les menaces à la sécurité des systèmes IIoT, et l’équipe d’Acadia travaillera bientôt sur un modèle prédictif utilisant des données météorologiques externes.
« Notre projet fait partie d’un écosystème d’innovation émergent nécessaire dans la région atlantique, où nous pouvons atteindre une masse critique pour exploiter des efforts collaboratifs, des impacts significatifs et offrir un environnement unique aux entreprises compétitives nationales et mondiales », affirme Wachowicz.
Elle ajoute que cette collaboration a initié une expérience exceptionnelle pour les stagiaires de Mitacs, ainsi que pour ses pairs Jean-François Bousquet, professeur au département de génie électrique et informatique de Dalhousie, et Daniel Silver, professeur à la Jodrey School of Computer Science d’Acadia et directeur de l’Acadia Institute for Data Analytics.
James Craig, directeur technique de Rimot, explique qu’ils voulaient réunir ces trois institutions, chacune ayant ses forces uniques. « Ce fut un plaisir de travailler avec eux tous et nous voyons maintenant les fruits de notre travail porter fruit grâce à des recherches qui s’intègrent dans nos offres commerciales », dit-il.
Du côté du stagiaire, en plus des avantages de collaborer avec d’autres universités, Cao souligne qu’un grand gain professionnel a été d’interagir avec les ingénieurs de Rimot pour développer les prototypes fonctionnels, ainsi que d’utiliser des ensembles de données réels fournis par l’entreprise.
« En tant que data scientist, le plus excitant a été qu’on m’a fourni un vrai ensemble de données dans un scénario pratique, et que je pouvais chercher la valeur et les insights cachés dans les données brutes avec une totale liberté », dit-il.
Comme prochaines étapes, Cao travaille sur des articles scientifiques pour partager ses résultats de recherche à ce jour, tandis que Rimot collabore avec les partenaires universitaires pour passer à la prochaine phase de la recherche. Ils évaluent également les opportunités de création de propriété intellectuelle unique.
Les programmes de Mitacs reçoivent du financement de plusieurs partenaires à travers le Canada. Nous remercions le gouvernement du Canada, le gouvernement de l’Alberta, le gouvernement de la Colombie-Britannique, Recherche Manitoba, le gouvernement du Nouveau-Brunswick, le gouvernement de Terre-Neuve-et-Labrador, le gouvernement de la Nouvelle-Écosse, le gouvernement de l’Ontario, l’Innovation, le gouvernement du Québec, le gouvernement du Québec, le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, ainsi que le gouvernement de la Saskatchewan pour notre soutien dans la promotion de l’innovation et de la croissance économique à travers le pays.
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