Projets novateurs réalisés

Surveillance de l’état mental basée sur Internet à l’aide de données textuelles du patient

Parmi toutes les maladies chroniques, les problèmes de santé mentale pesent le plus lourd sur les systèmes de santé. Cependant, contrairement à d’autres maladies chroniques, comme le diabète ou l’hypertension, aucune procédure de surveillance n’existe pour surveiller l’état de santé mentale des patients afin de prévenir les rechutes et les situations de crise. Il est donc nécessaire de développer des systèmes de surveillance abordables, pratiques et accessibles qui pourraient être utilisés en dehors du milieu clinique. La plupart des maladies mentales présentent une gamme de symptômes physiques et comportementaux (par exemple, un changement de ton, de posture et d’utilisation des mots, aussi appelés symptômes psychomoteurs) qui pourraient être mesurés à l’aide d’appareils intelligents utilisés principalement par les patients. Les méthodes récentes de prestation de soins en ligne (par exemple, la psychothérapie en ligne) offrent la possibilité d’utiliser ces évaluations numériques du comportement (phénotypage comportemental) pour un suivi à long terme et à distance de l’état de santé mentale. Notre proposition est de traiter les données comportementales numériques générées par les patients sur une plateforme en ligne (par exemple, rétroaction textuelle, vocale et vidéo) en utilisant des approches d’apprentissage automatique pour développer un algorithme prédisant leur état mental. De plus, grâce aux avancées récentes de l’apprentissage profond dans le traitement du langage naturel, nous allons générer un contenu thérapeutique plus personnalisé pour les interactions avec les patients afin d’améliorer la qualité des soins.

Un système fiable de suivi et de surveillance basé sur Lora pour les mines souterraines

L’industrie minière emploie directement plus de 426 000 travailleurs à travers le Canada et a contribué 97 milliards de dollars au PIB canadien en 2017. Cependant, les travailleurs miniers sont exposés à des risques professionnels cinq fois plus élevés que la moyenne industrielle. Une communication souterraine fiable est essentielle pour atténuer les incidents et intensifier les opérations de sauvetage. Cependant, les communications sans fil dans les mines représentent un grand défi. La propagation des ondes électromagnétiques est très faible dans les mines en raison de formes confinées irrégulières et de parois rugueuses. Une récente norme sans fil, LoRa (Long Range), est prometteuse dans les milieux miniers, en raison de sa consommation d’énergie ultra-faible, de sa longue portée et de ses capacités de pénétration profonde. Ce projet vise à développer un système unique et complet de surveillance et de contrôle pour les mines souterraines utilisant la LoRa. Elle a l’intention de développer un système de suivi basé sur la LoRa qui utilisera différentes techniques basées sur la portée pour estimer la distance et appliquera des algorithmes avancés d’apprentissage automatique (ML) tels que le filtrage des particules, les réseaux neuronaux récursifs ou le filtrage de Kalman sur le résultat estimé de l’empreinte digitale afin d’améliorer la précision. De plus, elle développera un protocole de contrôle d’accès moyen (MAC) pour collecter en temps opportun différentes données de mines et assurer les exigences en matière de qualité de service (QoS). Les résultats de ce travail entraîneront des améliorations significatives en matière de sécurité et de productivité des mineurs.

Alignement strategique des technologies de I’information parI’utilisation de tableaux de bord

L’objectif du projet est d’ameliorer I’alignement stratégique des technologies de l’information

(TI) au sein des organisations. Le projet se divise en trois objectifs principaux. Tout d’abord,

Les problèmes rencontres par les entreprises dans la conduite de projet d’alignement

stratégie seront recensés et documentes. Ensuite, en faisant usage d’un tableau de bord

Équilibre et en référence aux méthodologies pronées dans la littérature académique, une

analyse des outils en place sera effectuée dans Ie but de formuler des recommandations .

visant à améliorer et corriger les métriques et indicateurs actuellement utilises par ses

départements des ventes. Finalement, Ie chercheur elaborera et implantera de nouveaux

outils donnant aux gestionnaires I’information requise pour prendre des décisions et mesurer

I’impact de ces décisions par rapport à la stratégie d’entreprise. Ce projet offrira à BristolMyers

Squibb une revue de ses pratiques TI ainsi que des outils leur permettant de prendre

des décisions informées et de mieux mesurer I’effet de ces décision.

Évaluation et amélioration du module haute tension (HVM) du générateur de rayons X – deuxième année

La motivation de cette recherche vient d’un besoin global d’améliorer la performance des modules haute tension (HVM) et de réduire la taille et les coûts de ses matériaux tout en maintenant ses performances efficaces, sans décharge partielle, arc ou problème thermique. En particulier, des performances transitoires stables et à l’état permanent doivent être obtenues pour les générateurs X médicaux sous une large variation de charge, allant de 40 à 150 kV en tension de sortie et un courant de sortie de 0,1 à 1000 mA afin d’obtenir des images sans défaut. Le module HV souhaité combinera une conception optimale rentable avec de la compacité. Par conséquent, la conception doit envisager d’éliminer tout champ électrique élevé et points de température élevés dans le système qui entraînent des décharges partielles et des défaillances. Une autre préoccupation concernant le module est son comportement sous des conditions de charge transitoire sévères, ce qui peut survenir lorsqu’il y a un arc dans le tube à rayons X. Comprendre la tension induite par le champ dans un tel scénario est nécessaire pour améliorer la conception du module. De plus, une distribution inégale de la tension le long des chaînes de diodes dans le multiplicateur de tension sera un problème en raison des capacités parasites dans des conditions de haute fréquence et haute tension. Par conséquent, les travaux proposés porteront sur les améliorations de conception de la HVM des générateurs de rayons X.

Évaluation et amélioration du module haute tension (HVM) du générateur de rayons X

La motivation de cette recherche vient d’un besoin global d’améliorer la performance des modules haute tension (HVM) et de réduire la taille et les coûts de ses matériaux tout en maintenant ses performances efficaces, sans décharge partielle, arc ou problème thermique. En particulier, des performances transitoires stables et à l’état permanent doivent être obtenues pour les générateurs X médicaux sous une large variation de charge, allant de 40 à 150 kV en tension de sortie et un courant de sortie de 0,1 à 1000 mA afin d’obtenir des images sans défaut. Le module HV souhaité combinera une conception optimale rentable avec de la compacité. Par conséquent, la conception doit envisager d’éliminer tout champ électrique élevé et points de température élevés dans le système qui entraînent des décharges partielles et des défaillances. Une autre préoccupation concernant le module est son comportement sous des conditions de charge transitoire sévères, ce qui peut survenir lorsqu’il y a un arc dans le tube à rayons X. Comprendre la tension induite par le champ dans un tel scénario est nécessaire pour améliorer la conception du module. De plus, une distribution inégale de la tension le long des chaînes de diodes dans le multiplicateur de tension sera un problème en raison des capacités parasites dans des conditions de haute fréquence et haute tension. Par conséquent, les travaux proposés porteront sur les améliorations de conception de la HVM des générateurs de rayons X.

Advancing biomonitoring eDNA practices. The case of PCR inhibition and implications on eDNA detections – Year Two

Les méthodes conventionnelles de biosurveillance basées sur la capture et l’observation peuvent être difficiles, destructrices pour l’habitat, stressantes pour les organismes, inefficaces et coûteuses. Les organismes vivants libèrent de l’ADN dans l’environnement (eADN) et ce signal peut être détecté par des méthodes moléculaires. L’ADN électronique permet la détection d’espèces sans observation physique ni capture. La nature non invasive de l’eADN est essentielle pour révéler des espèces insaisissables et envahissantes. Malgré les avantages et les applications croissantes de l’ADN électronique pour la biosurveillance, il reste encore des incertitudes à régler avant son acquisition par l’industrie et les régulateurs. Notre projet vise à comparer les méthodes conventionnelles de biosurveillance avec l’ADN électronique pour détecter les espèces cibles dans les écosystèmes lentiques et lotiques. Nous aborderons l’inhibition par PCR, un problème récurrent sur les échantillons environnementaux qui peut générer de faux positifs. Nous explorerons des alternatives pour identifier, évaluer et surmonter l’inhibition dans les enquêtes d’ADN électronique. Avec une meilleure compréhension de l’influence de l’inhibition par PCR sur la sensibilité et l’efficacité de la détection de l’eADN, ce projet améliorera la précision de l’eADN dans les programmes de biosurveillance. Effectuer des tests moléculaires précis sur des échantillons environnementaux, plutôt que de recourir à des méthodes longues et exigeantes en main-d’œuvre, est précieux pour l’industrie environnementale afin de compléter les approches conventionnelles ou de surmonter leurs limites, améliorant globalement l’évaluation environnementale et les décisions de gestion.

Faire progresser les pratiques de biosurveillance de l’eADN. Le cas de l’inhibition par PCR et ses implications sur la détection d’ADNe

Les méthodes conventionnelles de biosurveillance basées sur la capture et l’observation peuvent être difficiles, destructrices pour l’habitat, stressantes pour les organismes, inefficaces et coûteuses. Les organismes vivants libèrent de l’ADN dans l’environnement (eADN) et ce signal peut être détecté par des méthodes moléculaires. L’ADN électronique permet la détection d’espèces sans observation physique ni capture. La nature non invasive de l’eADN est essentielle pour révéler des espèces insaisissables et envahissantes. Malgré les avantages et les applications croissantes de l’ADN électronique pour la biosurveillance, il reste encore des incertitudes à régler avant son acquisition par l’industrie et les régulateurs. Notre projet vise à comparer les méthodes conventionnelles de biosurveillance avec l’ADN électronique pour détecter les espèces cibles dans les écosystèmes lentiques et lotiques. Nous aborderons l’inhibition par PCR, un problème récurrent sur les échantillons environnementaux qui peut générer de faux positifs. Nous explorerons des alternatives pour identifier, évaluer et surmonter l’inhibition dans les enquêtes d’ADN électronique. Avec une meilleure compréhension de l’influence de l’inhibition par PCR sur la sensibilité et l’efficacité de la détection de l’eADN, ce projet améliorera la précision de l’eADN dans les programmes de biosurveillance. Effectuer des tests moléculaires précis sur des échantillons environnementaux, plutôt que de recourir à des méthodes longues et exigeantes en main-d’œuvre, est précieux pour l’industrie environnementale afin de compléter les approches conventionnelles ou de surmonter leurs limites, améliorant globalement l’évaluation environnementale et les décisions de gestion.

Élargissement de l’applicabilité de la spectrométrie de masse tandem à plasma couplé inductivement dans les industries cliniques et des semi-conducteurs

Ce stage vise à faire progresser l’utilisation de la spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) par plasma couplé inductif (ICP) pour l’analyse d’échantillons cliniques (y compris le sang entier) et des matériaux utilisés par l’industrie des semi-conducteurs lors de leur processus de fabrication. La complexité des échantillons biologiques limite en effet l’utilisation large de la spectrométrie de masse par plasma couplée inductivement conventionnelle (ICPMS) pour leur analyse. Par exemple, la mesure d’une très faible concentration de manganèse dans le sang total est fortement biaisée en raison de la présence d’une énorme concentration de fer. Cependant, l’ICPMS/MS permet de mesurer précisément la concentration de Mn directement dans le sang total, sans prétraitement par échantillon. Une quantité extrêmement faible d’impuretés doit être mesurée dans les produits chimiques de haute pureté utilisés dans la fabrication des semi-conducteurs, car toute impureté peut affecter la performance des semi-conducteurs. L’ICPMS/MS a un grand potentiel pour diminuer la plus petite quantité d’impureté mesurable (appelée limite de détection), permettant ainsi à l’industrie des semi-conducteurs d’améliorer ses procédures de purification. Au cours de ce projet, le stagiaire étudiera les conditions des instruments qui améliorent les limites de détection et développera des méthodes d’analyse d’échantillons cliniques et de semi-conducteurs afin de bénéficier aux clients de PerkinElmer et ainsi accroître substantiellement la compétitivité de PerkinElmer sur le marché ICPMS/MS.

Apprentissage des caractéristiques non locales pour la reconstruction 3D de bâtiments

L’objectif de ce projet est d’aider à automatiser le processus de balayage des bâtiments avec des appareils photo numériques grand public. Actuellement, le balayage entièrement automatisé avec un appareil photo commercial produit des balayages imprécis, tandis que les scans précis nécessitent un effort manuel important sur chaque photo individuelle (dont il y en a beaucoup) du bâtiment à scanner. Nous prévoyons d’utiliser des techniques modernes d’apprentissage automatique pour réduire le travail humain nécessaire à la création de scans 3D très précis des bâtiments. L’organisation partenaire, Butterwick Projects Ltd., utilisera la solution que nous développerons pour scanner les bâtiments mal isolés, puis fabriquera des panneaux isolés hors site qui s’attachent à l’extérieur des murs et toits des anciens bâtiments. Puisque cela se fera en usine, ce sera très efficace et ne dérangera pas significativement les occupants actuels. C’est aussi pourquoi une grande précision est importante – les panneaux doivent s’adapter très précisément au bâtiment, même s’ils ont été construits hors site.

Microbiome associé aux racines d’arbres poussant dans un site de phytoremédiation du toluène fracturé – Année deux

La phytoremédiation est une technologie prometteuse in situ qui utilise les plantes et leurs micro-organismes associés (en particulier les bactéries et les champignons) pour nettoyer les sols contaminés. L’efficacité de ces processus nécessite toutefois une connaissance approfondie de la diversité des communautés microbiennes interagissant étroitement avec les racines des plantes. Plusieurs études ont démontré que les plantes vivant dans des sols contaminés sélectionnent des micro-organismes compétents capables de dégrader ces contaminants. Bien que la phytoremédiation ait reçu une grande attention ces dernières années, la recherche jusqu’à présent s’est limitée aux sédiments non consolidés typiques et son efficacité n’a pas encore été démontrée dans les milieux rocheux fracturés. Par conséquent, la recherche proposée vise à fournir une évaluation pratique de la phytoremédiation des hydrocarbures pétroliers dans des milieux rocheux fracturés. Ensemble, les résultats de ce projet combleront les lacunes de connaissances dans la littérature scientifique et évalueront les systèmes de phytoremédiation comme option viable pour notre partenaire industriel sur un site touché par le toluène. De plus, la recherche proposée offrira également de nouvelles perspectives aux industries et aux régulateurs afin de développer davantage des stratégies de surveillance rapides et rentables pour l’évaluation de la performance en phytoremédiation dans d’autres sites touchés.

Root associated microbiome of trees growing in a fractured bedrock toluene phytoremediation site

La phytoremédiation est une technologie prometteuse in situ qui utilise les plantes et leurs micro-organismes associés (en particulier les bactéries et les champignons) pour nettoyer les sols contaminés. L’efficacité de ces processus nécessite toutefois une connaissance approfondie de la diversité des communautés microbiennes interagissant étroitement avec les racines des plantes. Plusieurs études ont démontré que les plantes vivant dans des sols contaminés sélectionnent des micro-organismes compétents capables de dégrader ces contaminants. Bien que la phytoremédiation ait reçu une grande attention ces dernières années, la recherche jusqu’à présent s’est limitée aux sédiments non consolidés typiques et son efficacité n’a pas encore été démontrée dans les milieux rocheux fracturés. Par conséquent, la recherche proposée vise à fournir une évaluation pratique de la phytoremédiation des hydrocarbures pétroliers dans des milieux rocheux fracturés. Ensemble, les résultats de ce projet combleront les lacunes de connaissances dans la littérature scientifique et évalueront les systèmes de phytoremédiation comme option viable pour notre partenaire industriel sur un site touché par le toluène. De plus, la recherche proposée offrira également de nouvelles perspectives aux industries et aux régulateurs afin de développer davantage des stratégies de surveillance rapides et rentables pour l’évaluation de la performance en phytoremédiation dans d’autres sites touchés.

Production d’acide succinique à partir de bio-méthanol en utilisantMethylobacterium extorquens comme mini usine cellulaire

L’acide succinique est l’une des 12 substances les plus importantes en chimie inudstrielle. Il sert, entre

autres, à la fabrication de polymères tels le PBS (polybutylsuccinate). Présentement, 99% et plus de cet

acide est fabriqué à partir de carbone non renouvelable (pétrole et/ou gaz naturel). Plusieurs compagnies

et groupes de recherche travaillent activement au développement de procédés biologiques pour la production de cet acide à partir de substances renouvelables, essentiellement des sucres. Hors,

l’utilisation de sucres pose plusieurs problèmes : compétition ''malsaine'' avec son utilisation alimentaire, et divers impacts environnementaux négatifs. Nous proposons ici une voie « non alimentaire » pour la

production d’acide succinique, soit sa production à partir de bio-méthanol dérivé de déchets via la thermochimio-conversion (gazéification). Nous chercherons à développer via la sélection naturelle et le génie métabolique une souche de la bactérie Methylobacterium extorquens capable d’accumuler des quantités appréciables d’acide succinique, de l’ordre de 10 à 20 grammes au litre, à partir de....