Projets innovants réalisés

Visualiser des changements significatifs des données multivariées de la réponse hémodynamique pendant l’activation corticale

Ce projet consiste à travailler avec des chercheurs du Bloorview Kids Rehab à Toronto pour les aider à développer des machines informatiques cerveau plus sûres et plus avancées pour les personnes ayant de graves limitations physiques. Le stagiaire est en train de mettre au point un outil d’analyse visuelle informatisé qui l’aidera à mieux interpréter les données qu’il recueille sur l’activité cérébrale. Cet outil leur permettra d’identifier et de comparer les points de changement dans les données qui n’ont pas pu être identifiés auparavant ; une étape nécessaire au développement de cerveaux avancés] machines informatiques.

Modélisation du comportement de navigation Web des utilisateurs pour une récupération pertinente basée sur le contenu

Construire un modèle mathématique de la façon dont l’utilisateur se comporte sur un site Web est une méthode utile pour déterminer ce qu’un utilisateur aime et n’aime pas. Ce modèle permet de présenter des informations pertinentes pour un utilisateur sans que l’utilisateur ne sorte et trouve l’information par lui-même. Ces types de systèmes, généralement appelés « systèmes de recommandation », permettent aux sites Web de fournir un contenu personnalisé aux utilisateurs sans qu’un utilisateur ait à indiquer explicitement ce qui l’intéresse. WhoThaMan veut développer un tel système afin que les utilisateurs soient présentés avec des articles de nouvelles sportives qui sont pertinents pour eux. WhoThaMan fournit ensuite un forum aux utilisateurs pour débattre des événements actuels dans le domaine du sport professionnel, générant ainsi du contenu sur leur site. Savoir ce qu’un utilisateur aime permet à WhoThaMan d’adapter les articles de presse à l’utilisateur individuel et d’augmenter les chances qu’un utilisateur apporte ses opinions sur le site.

Gestion des contrats de niveau de service dans les systèmes distribués

Ce projet vise à simplifier le développement et la gestion des processus d’affaires déployés sur une architecture orientée service (SOA) distribuée. L’architecture cible est un système d’entreprise avec des services distribués coordonnés par des flux de travail d’application ou des processus métier. Les objectifs déclaratifs, spécifiés dans les contrats de niveau de service (SLA), sont utilisés pour aider au développement de telles applications et pour automatiser les tâches de surveillance, de déploiement et de provisionnement des ressources. La complexité de l’élaboration et de la mise à jour de ces processus est abordée par des cycles systématiques d’élaboration des SOA qui identifient les rôles et les spécialités requis par les participants à chaque étape du cycle de développement. Bien qu’il existe des outils pour faciliter ce processus, l’élaboration, l’administration et la maintenance d’un processus opérationnel nécessitent encore beaucoup d’efforts manuels qui peuvent être automatisés. En particulier, les objectifs non fonctionnels du processus opérationnel, souvent exprimés sous forme d’accords de niveau de service (SLA), doivent être pris en compte manuellement à chaque étape du processus de développement. Par exemple, le temps de traitement requis pour un processus influencera les décisions relatives à l’élaboration, au déploiement, à l’approvisionnement des ressources, ainsi qu’à la surveillance du processus. Dans notre approche, les SLA sont capturés et formalisés au début du processus de développement sous une forme compréhensible par machine. Cela permet au système d’interpréter, de déduire, d’automatiser diverses tâches. Par exemple, un SLA sur le débit requis d’un processus peut automatiquement activer l’instrumentation et générer les règles nécessaires pour surveiller le débit de processus.

Une approche systématique pour prioriser et sélectionner les cas de test de logiciels

Les tests de logiciels dans l’une des phases importantes du processus de développement logiciel ont un impact significatif sur la qualité du produit final. Cependant, le coût et le temps consacrés aux tests sont élevés et augmentent souvent après plusieurs versions. Ce projet vise la sélection et la priorisation des cas de test chez Research in Motion (RIM) Company. L’objectif est d’étudier le processus de test actuel au TIM et de proposer une approche systématique pour améliorer l’efficacité et l’efficience de la sélection et de la priorisation des cas d’essai. À cette fin, les méthodes statistiques et théoriques de décision disponibles seront étudiées pour trouver la correspondance la plus appropriée à ce domaine de problème à RIM. Le résultat final ne sera pas nécessairement l’automatisation de ces activités et peut être un produit de recommandation ou de soutien à la décision.

Tension physiologique et psychologique des pompiers pendant les scénarios d’intervention d’urgence

Mécanique de soudage computationnelle parallèle

Goldak Technologies Inc. (GTI), www.goldaktec.com, est une PME de l’Ontario et un chef de file mondial en mécanique des soudures computationnelles (CWM), une technologie essentielle pour la construction de réacteurs nucléaires, de navires, de sous-marins et de structures extracôtières.  Le progiciel VrWeld de GTI est sans doute dans le monde entier le meilleur logiciel pour CWM.  L’objectif de ce projet est de construire une nouvelle version de VrWeld, optimisée pour un traitement parallèle, avec une augmentation d’au moins 10 fois la vitesse de calcul.  Cela permettra de nouvelles applications industrielles de VrWeld telles que le contrôle en temps réel des processus de soudage industriel et l’amélioration de la conception des expériences (DOE) pour une meilleure précision.  Le projet contribuera à accroître la position de chef de file et la part de marché de GTI à l’échelle mondiale dans CWM, et sera d’un avantage important pour GTI Inc. et l’Ontario.

Caractérisation et amplification des cellules sanguines dérivées des fibroblastes dermiques humains

Récemment, il a été démontré que les cellules prélevées sur la peau adulte pouvaient être converties en cellules possédant des caractéristiques « ressemblant à des cellules souches » par un processus appelé reprogrammation cellulaire.  Cependant, l’utilisation de ces cellules est limitée par notre compréhension de la façon de dériver des cellules matures et fonctionnelles, telles que les cellules sanguines qui pourraient être utilisées pour le traitement de la maladie.  Nous avons précédemment montré la capacité de générer des cellules sanguines matures directement à partir de fibroblastes cutanés humains sans établir un état « semblable à celui des cellules souches », offrant une option plus sûre pour les thérapies de remplacement cellulaire.  Notre projet actuel propose de caractériser le mécanisme cellulaire associé à la formation de cellules sanguines matures à partir de fibroblastes.  En outre, nous visons à identifier les produits chimiques pour augmenter la formation de cellules sanguines et remplacer les systèmes d’administration virale utilisés pour dériver ces cellules à partir de fibroblastes.  Par conséquent, l’étude menée en partenariat avec les secteurs biotechnologiques et pharmaceutiques de l’Ontario fournira une nouvelle source de cellules passionnante qui pourrait être utilisée en toute sécurité pour les thérapies de transport cellulaire afin de traiter les troubles sanguins.

Méthodes d’ondelettes pour des problèmes de contrôle optimaux dans la recherche pharmaceutique

Les problèmes de contrôle optimaux et les systèmes de diffusion de réaction ont de nombreuses applications dans la recherche pharmaceutique.  Par exemple, la dégradation enzymatique de matrice de collagène et le processus principal régissant le transport de drogue à l’intérieur d’une tumeur solide pourraient tous les deux être décrits par des systèmes de réaction-diffusion.  La résolution de ces systèmes à l’aide d’algorithmes numériques efficaces profitera à la conception de produits pharmaceutiques, à l’administration de médicaments et au traitement du cancer.  Étant donné que les solutions numériques traditionnelles de ces systèmes nécessitent une mémoire importante et de longs temps de calcul, nous envisagerons des méthodes d’ondelettes qui nous permettent de combiner une précision d’ordre élevée, un préconditionnement efficace et des approximations adaptatives.  Nous nous attendons à ce que les méthodes d’ondelettes montrent les superbes performances sur la résolution des équations réaction-diffusion.  Pour améliorer encore les performances numériques des méthodes d’ondelettes, nous allons mettre en œuvre des techniques à plusieurs niveaux sur des grilles adaptatives.

Co-enregistré IRM et imagerie par ultrasons pour améliorer la détection et le traitement du cancer du sein

Pour ce projet, nous améliorerons une nouvelle plateforme d’imagerie par résonance magnétique (IRM) et par ultrasons (É.-US), qui améliorera le diagnostic et le traitement des patientes atteintes d’un cancer du sein.  Un outil spécialisé d’IRM-US a été développé par Sentinelle Medical Inc. (SMI) qui aide à guider l’imagerie américaine des tumeurs qui sont initialement trouvées à l’aide de l’IRM.  Les principaux objectifs de ce projet sont de valider l’exactitude de cet outil et de démontrer son efficacité en clinique.  L’IRM est couramment utilisée pour la détection des lésions mammaires, mais les affections non cancéreuses peuvent avoir l’apparence d’un cancer sur les images de RM.  Dans ces cas, on fait une biopsie, généralement sous la direction des États-Unis.  Cependant, toutes les lésions MRI-visibles ne sont pas également évidentes sur les ETATS-UNIS.  L’un des principaux objectifs de ce travail sera d’utiliser l’outil IRM-US de SMI pour aider à identifier ces lésions qui sont invisibles sur les États-Unis mais qui peuvent être vues sur l’IRM.  L’outil MRI-US sera utilisé pour aider à guider la biopsie américaine de ces lésions, et des techniques d’imagerie plus avancées seront également examinées pour déterminer leur potentiel à mettre en évidence les tumeurs.  Il s’agira notamment de techniques qui mettent en évidence les tumeurs en fonction de leur raideur accrue par rapport aux tissus environnants et/ou de la nature hautement vasculaire des tumeurs cancéreuses.  Ce projet améliorera notre capacité à soigner des patients atteints de cancer, en utilisant un nouveau système multimodal (IRM et ÉTATS-UNIS).  Ce travail profitera directement aux patientes atteintes d’un cancer du sein, ce qui, espérons-le, réduira le nombre de biopsies et de chirurgies inutiles.  Cela réduira le stress pour chaque patient et réduira également le coût global pour le système de soins de santé.

Conception avancée d’antennes compactes et à large bande pour les communications sans fil véhiculaires

La société moderne en est venue à dépendre de manière significative de ses systèmes de communication sans fil. Cependant, les technologies de communication sans fil doivent encore être améliorées pour répondre à la demande d’une capacité plus élevée et de débits de données plus élevés. Dans les systèmes de communication sans fil véhiculaires, l’un des principaux problèmes est la conception d’antennes compactes tout en offrant des performances à large bande. Ce projet se concentre sur la conception de nouvelles antennes permettant d’obtenir une très large largeur de bande ou des performances multifonctionnelles multi-bandes, une configuration compacte, un diagramme de rayonnement omnidirectionnel et une facilité de fabrication. La nouvelle conception de l’antenne donnera à l’industrie canadienne du sans-fil et en particulier à mon partenaire industriel (Sinclair Technologies Inc.) un avantage sur un marché où la concurrence est féroce. L’amélioration des performances de l’antenne signifie une meilleure qualité du produit et une plus grande satisfaction du client. Les ingénieurs de Sinclair Technologies Inc. interagiront avec l’équipe de l’Université McMaster, qui possède une expertise de classe mondiale en matière de conception et d’optimisation d’antennes. Ils seront en mesure d’explorer des idées liées à de nouvelles antennes pour les communications sans fil des véhicules de prochaine génération. En même temps, j’aurai l’occasion unique de travailler sur des problèmes réels de conception d’antennes de grande complexité.

Optimisation pour la gestion des risques et du portefeuille

La récente crise financière mondiale a fait de la gestion des risques une préoccupation majeure des organismes de réglementation et des entreprises du monde entier. En tant que premier fournisseur mondial de solutions de gestion des risques d’entreprise, Algorithmics Incorporated continue de mettre en valeur les talents des professionnels de la R-D de l’Ontario pour répondre aux demandes du secteur financier et de compter sur eux. Compte tenu de l’expansion rapide de la portée et de la complexité de la gestion sensible aux risques, l’innovation mathématique est au cœur du succès continu d’Algorithmics. Notamment, l’optimisation numérique, qui automatise la construction de portefeuilles qui répondent le mieux aux exigences spécifiées, trouve de nouvelles utilisations dans le domaine de la gestion des risques. La recherche proposée étudiera les problèmes d’optimisation qui se posent dans deux applications importantes. Tout d’abord, nous étudierons des moyens de mieux reproduire les portefeuilles, qui sont utilisés dans le secteur de l’assurance comme approximation du passif pour faciliter l’analyse des risques. Deuxièmement, nous examinerons les modèles d’optimisation pour minimiser le risque de crédit d’un portefeuille de contrats financiers.

Sources d’hydrogène de remplacement pour piles à combustible portatives

Dans le climat actuel de sensibilisation à l’environnement, le besoin de sources d’énergie alternatives est indéniable.  À cet égard, l’hydrogène gazeux est un chef de file en tant que carburant à combustion propre, l’eau étant le seul sous-produit.  Couplé à une pile à combustible PEM (membrane électrolytique polymère), l’hydrogène est une alternative prometteuse à l’essence pour les applications automobiles.  Bien que des progrès importants aient été réalisés, cette technologie en est encore à ses balbutiements.  Un inconvénient important de cette technologie réside dans le stockage et le transport de l’hydrogène dans un véhicule.  À cette fin, notre projet se concentre sur la livraison d’hydrogène à une pile à combustible via l’hydrolyse de composés chimiques à haute teneur en hydrogène.  Le stockage de l’hydrogène dans des composés moléculaires est une alternative sûre et pratique au stockage de l’hydrogène dans des conteneurs lourds et à haute pression.  De plus, dans un moteur à combustion interne typique, seulement environ 30% de l’énergie de l’essence est utilisée pour propulser un véhicule vers l’avant.  Le reste est perdu sous forme de chaleur résiduelle du moteur, qui est éliminée par le liquide de refroidissement du moteur.  Un autre aspect de ce projet sera d’utiliser cette chaleur gaspillée pour alimenter une réaction chimique à propulsion thermique où de l’hydrogène gazeux est libéré, qui peut ensuite entrer et alimenter une pile à combustible.  La recombinaison des sous-produits de la réaction chimique à l’intérieur de la pile à combustible régénérerait le composé chimique d’origine contenant de l’hydrogène et compléterait ainsi une boucle fermée dans une pile à combustible régénératrice thermiquement.  Notre application cible initiale pour cette technologie sera pour les camions de transport à faible efficacité où une quantité importante de chaleur gaspillée est donnée lors de livraisons long-courriers.