Projets novateurs réalisés

RECHERCHE CIBLÉE SUR LES ARCHITECTURES LOGICIELLES POUR CAMÉRANUMÉRIQUE ULTRA SENSIBLE

La nouvelle entreprise montréalaise Nüvü Caméras développe, manufacture et

commercialise des caméras reconnues comme les plus sensibles au monde. En plus de

quadrupler l’efficacité des télescopes en astronomie, la technologie EMCCD (Electron

Multiplicying Charge Coupled Device) de Nüvü Caméras permet d’augmenter la

compréhension scientifique dans des domaines aussi importants que le diagnostic

biomédical, la pharmaceutique et la recherche sur le cancer.

Dans le cadre d’un stage MITACS, l’étudiant de l’École de Technologie Supérieure sera

exposé à contribuer au développement du logiciel embarqué et de contrôle d’une caméra

EMCCD. Cette réalisation devra s’appuyer sur une recherche de la meilleure architecture

permettant d’atteindre les objectifs à court, moyen et long termes, ce qui inclut la facilité à la

porter sur plusieurs plateformes. De la conception à la documentation, le stagiaire aura à

évoluer à travers tout le cycle de vie du logiciel tout en se familiarisant à la technologie

EMCCD canadienne.

Costs of fluoroquinolone resistance in clinical E. coli: a potential explanation for similarities in resistance between the UK and Canada

La résistance aux antibiotiques est l’un des plus grands défis auxquels la médecine moderne est confrontée. Les pays qui exploitent des systèmes de santé publics doivent traiter efficacement les patients tout en pratiquant une gestion responsable des antibiotiques. Cependant, la prévalence croissante de la résistance fait que plusieurs antibiotiques de première intention actuels deviennent inefficaces. En particulier, la résistance aux fluoroquinolones, une classe d’antibiotiques à large spectre, est en hausse à l’échelle mondiale. Curieusement, la prévalence de la résistance aux fluoroquinolones est élevée à l’échelle nationale, malgré les différences dans les taux de prescription entre des pays comme le Royaume-Uni et le Canada. L’objectif de cette recherche est de comprendre si la forte prévalence de la résistance aux fluoroquinolones pourrait être due au fait qu’elle a relativement peu d’effet négatif sur la croissance bactérienne en l’absence d’utilisation des fluoroquinolones. Cela signifie que les souches résistantes peuvent rester prévalentes même si l’utilisation des fluoroquinolones est réduite. Pour y parvenir, j’examinerai l’effet des mécanismes de résistance courants chez les souches cliniques d’Escherichia coli, un organisme où la résistance aux fluoroquinolones est particulièrement fréquente en raison de son utilisation dans le traitement des infections urinaires.

Graphene Oxide Langmuir Blodgett (GO-LB) Functional Thin Films

L’objectif de ce projet est d’utiliser la technique de dépôt de Langmuir Blodgett (LB) à l’Université de Waterloo pour former des couches uniformes de couches minces de nanocomposites PAni. La production réussie de nanofibres PAni en film mince permettra la recherche en écriture laser ainsi que la fabrication et le test de dispositifs de capteurs flexibles simples à preuve de principe. Cela facilitera le développement d’une méthode de patronage direct pour produire des fonctionnalités à haute résolution, à la fois simple et peu coûteuse, ainsi que la réalisation d’une nouvelle classe de dispositifs imprimés en polymère et de robotiques souples.

Charge sans fil basée sur la résonance capacitive-inductive

Ce projet porte sur un système novateur de transfert d’énergie sans fil basé sur une puce. Sa conception intégrée et flexible élimine le besoin de câbles d’alimentation pour tout appareil en courant continu dans les maisons, bureaux, stationnements et installations de production d’électricité. Contrairement aux solutions existantes, le système fonctionne simultanément avec des dispositifs multi-besoins électriques, possède une portée étendue, ne génère pas de chaleur, peut transférer de l’énergie à travers des matériaux solides, tout en augmentant l’utilisation efficace de l’électricité récoltée. Elle le fait à un coût par densité de puissance inférieur à celui de ses concurrents.

Biosensor for Detecting Pharmaceutical Residues in Water

L’objectif de ce projet de recherche est de détecter des agents pharmaceutiques dans les systèmes hydriques, en particulier la carbamazepine, la ciprofloxacine et le diclofénac. Ces substances posent problème car elles compromettent la qualité de l’eau et présentent de faibles taux d’élimination des traitements conventionnels. L’utilisation de la nanotechnologie dans les biocapteurs promet une grande sensibilité et miniaturisation. Ici, la détection de ces agents est basée sur une seule biopuce d’ADN pour l’analyse parallélisée de la mobilité des particules attachées à l’ADN. Une molécule de médicament est greffée aux ADN à un endroit précis et l’élément de reconnaissance est couplé aux particules. Dans un test de compétition, les particules initialement liées à l’ADN sont libérées après la liaison d’un médicament libre à l’élément de reconnaissance. L’événement de liaison menant à une augmentation de l’amplitude du mouvement de la particule est surveillé par imagerie vidéo. Le biocapteur serait testé dans une solution aqueuse synthétique similaire à l’eau de rivière, avec des concentrations variables de chaque médicament. Les biocapteurs de molécules d’ADN ont une vaste gamme d’applications pour la surveillance future de l’eau, et c’est un domaine de recherche qui doit être exploré davantage.

Ships arrival times prediction using deep learning

L’objectif de ce projet de recherche est d’utiliser l’apprentissage profond pour prédire les temps d’arrivée des navires dans un port de taille moyenne et multi-marchandises en vrac. Le résultat de ce projet servira de façon dynamique à mettre à jour les horaires des quais afin de minimiser le temps de rotation des ports et de construire des modèles plus proches de la réalité. Nous utiliserons les trajectoires des navires ou des données AIS combinées à certaines données exogènes telles que les données météorologiques, la structure physique des navires, les conditions des machines, les événements imprévus et la saisonnalité. De plus, nous nous concentrerons davantage sur l’estimation en temps réel des temps d’arrivée en construisant un modèle flexible pour les horizons de prédiction à court et long terme. Un premier objectif sera de bien préparer les données qui seront utilisées pour construire le modèle prédictif, car le problème peut survenir en gestion des données en temps réel en termes de ressources informatiques et de stockage. De plus, l’utilisation de plusieurs sources de données nécessitera un traitement spécifique lié à la gestion des données et à l’ingénierie des fonctionnalités. Le deuxième objectif sera de construire des modèles basés sur des réseaux de neurones artificiels, de les entraîner et de sélectionner le meilleur. Ensuite, le dernier objectif sera de déployer le modèle choisi afin de faire des prédictions sur les données de production.

Assemblage vidéo mobile, navigation, partage et expédition efficace vers le nuage

Le projet comprend trois sous-projets qui intéressent tous Nokia pour les informer

Dernières recherches dans le domaine. Le premier sous-projet vise à améliorer les fonctionnalités du Ztitch

application mobile que nous avons développée, qui a été téléchargée plus de 80 000

Des fois. Nous allons mettre en place des algorithmes pour améliorer la performance des coutures, et

permettent aux utilisateurs de coudre plusieurs vidéos selon l’emplacement de leur caméra et

pour que les utilisateurs puissent naviguer dans la scène 3D et partager les résultats avec

D’autres utilisateurs. Le deuxième sous-projet vise à étudier comment un complexe de calcul

des fonctionnalités, comme le codage vidéo et le calcul pour Ztitch, peuvent être efficaces

et mise en œuvre de façon sécurisée avec l’aide d’un nuage distant, compte tenu des limites de

la puissance de calcul et le manque d’informations disponibles sur les appareils mobiles personnels

avec qui les utilisateurs interagissent. Dans le troisième sous-projet, nous allons effectuer quelques préliminaires

recherche et développement de prototypes sur plusieurs sujets à long terme.

Selection for antimicrobial resistance by plant protection products – analysis of established experimental field sites

Les antibiotiques sont appliqués aux plantes agricoles et aux sols comme produits de protection des plantes (PPP) pour combattre les maladies bactériennes. Leur utilisation en agriculture a le potentiel de favoriser le développement et la propagation de gènes de résistance aux antibiotiques. Les PPP non antibiotiques tels que les herbicides et les insecticides sont également appliqués sur les sols agricoles. La recherche a été limitée sur la possibilité que les PPP non antibiotiques causent une co-sélection pour la résistance aux antibiotiques. Des expériences en laboratoire ainsi qu’une variété de méthodes de microbiologie moléculaire et basées sur la culture seront utilisées pour déterminer si l’exposition des communautés bactériennes du sol à des PPP non antibiotiques entraîne une augmentation de la résistance aux antibiotiques. Des échantillons de sol seront prélevés à partir de parcelles expérimentales bien établies, qui sont traitées annuellement avec des PPP. Les résultats de cette recherche novatrice pourraient être utiles pour influencer la réglementation des PPP, la politique de salubrité alimentaire et la santé humaine.

Circulations impériales : les Indiens de Birmanie et d’Indochine française au travail, 1919-1940

Mes recherches de maîtrise se concentrent sur les migrations internes à l’Asie orientale dans l’entre-deux-guerres et plus particulièrement dans le contexte des grands empires coloniaux de la région. À partir d’une étude comparative, il serait question d’analyser les flux migratoires de l’Inde vers le Viêt Nam (Indochine française) et la Birmanie. En analysant le parcours de ces migrants indiens, don’t le flux était essentiellement généré par leurs rôles de commerçants et de banquiers, au travers des discours des autorités coloniales véhiculés sur eux, il serait question de comparer leurs statuts dans ces deux colonies. En ce sens, cette recherche viserait à étayer l’hypothèse que, bien que moins nombreux en Indochine qu’en Birmanie, les migrants indiens y avaient un meilleur statut qu’au sein de l’Empire britannique, et ce, d’une part par l’accès éventuel et facilité à la citoyenneté française, d’autre part par le fait qu’on leur permettait plus facilement de s’y installer à long terme et donc de jouir d’une plus grande émancipation de la société de castes qui formait traditionnellement l’Inde.

Slope-failure mechanisms, catastrophic mass flow processes and public perception of risk in British Columbia and Southern Patagonia

Les environnements montagneux présentent divers risques pour les populations humaines des communautés environnantes. Les glissements de terrain dans les régions montagneuses sont une forme particulièrement mortelle de danger naturel en raison de leur imprévisibilité et de leur ampleur potentielle, entraînant des milliers de décès chaque année. En raison du réchauffement climatique actuel dû aux actions humaines, le risque de ces catastrophes naturelles augmente tant en fréquence qu’en ampleur. Le massif du mont Meager présente une étude de cas contemporaine montrant comment le réchauffement climatique entraîne une augmentation des glissements de terrain susceptibles d’avoir un impact sévère sur les communautés locales. Cette recherche vise à utiliser le travail de terrain pour cartographier et quantifier ce risque pour les communautés locales, ainsi que des entrevues avec les communautés des Premières Nations de la région afin de déterminer leur perception du risque dans un climat qui se réchauffe. Les résultats de cette recherche seront un chapitre de ma thèse de doctorat et un article de recherche dans une revue académique.

Generalization of chest x-ray disease prediction by learning feature representations agnostic to clinical domains

La radiographie thoracique est un outil d’examen courant et essentiel en pratique médicale pour le diagnostic des maladies pulmonaires. Des approches récentes en intelligence artificielle ont démontré que l’apprentissage par transfert des modèles d’apprentissage profond pouvait offrir des gains de performance au niveau des radiologistes en exercice. Ces techniques transfèrent les fonctionnalités apprises sur ImageNet vers des données médicales grâce à l’ajustement fin de réseaux convolutionnels profonds pré-entraînés. Ils ont utilisé des jeux de données publics de radiographies thoraciques avec des entrées d’entraînement et de test des mêmes distributions. Malheureusement, la performance des modèles d’apprentissage profond se dégrade considérablement sur les données de test provenant d’un domaine différent. Dans les applications cliniques, il y a un changement significatif entre les domaines de train (source) et de test (cible). De plus, les données cibles ne sont pas toujours présentes pendant l’entraînement. Construire un modèle diagnostique transférable à différents domaines cliniques et populations demeure un défi ouvert. Ce projet se concentre sur l’exploration de nouvelles techniques d’apprentissage par transfert, la généralisation explicite des domaines, et sur le développement d’un modèle novateur capable d’apprendre des représentations de caractéristiques agnostiques au changement de domaine. L’originalité de ce travail permettra au stagiaire de soumettre un article de recherche à la fin du programme. L’entreprise exploitera ensuite les algorithmes développés pour valider le modèle diagnostique sur deux sites cliniques.

Modélisation des processus de cristallisation réactive semi-batch pour le contrôle de la taille des particules et l’augmentation à l’échelle du procédé

La cristallisation réactive est un procédé couramment utilisé pour la production de composés chimiques, y compris des ingrédients pharmaceutiques. Dans un système à réservoir agité, un flux de solution de réactif est injecté dans le réacteur où il rencontre une solution posée de l’autre réactif. La réaction se produit dès que les réactifs se rencontrent, formant un produit insoluble qui précipite rapidement sous forme de particules cristallines. La répartition de la taille des particules cristallines est contrôlée par le couplage entre le mélange des fluides, la réaction, la formation et la croissance des cristaux, ce qui est d’une importance vitale pour le contrôle de la qualité des produits. Simphilia est une société de conseil technique souhaitant renforcer sa capacité à modéliser de tels processus et à prédire leurs résultats, afin d’aider ses clients à obtenir un contrôle constant de la taille des particules. Le travail proposé contribuera à cet objectif en développant un modèle global qui combine les principes fondamentaux avec une approche basée sur les données.