Projets innovants réalisés

Réseaux cellulaires sans fil coopératifs : conception, analyse et simulation de systèmes

Les demandes sans cesse croissantes du marché pour des débits de données plus élevés et des communications plus fiables sont les principaux moteurs de la croissance technologique dans l’industrie des télécommunications sans fil. Ce projet de R-D vise à répondre à un changement technologique novateur des réseaux cellulaires sans fil conventionnels à un paradigme de réseaux cellulaires coopératifs qui peuvent potentiellement apporter des améliorations multiples en termes de débits de données totaux.

SIRADEL, en tant qu’utilisateur final du projet de recherche proposé, aura une vision claire de la conception et de la performance des réseaux cellulaires coopératifs. Ce projet permettra d’étendre davantage les outils de planification de réseau de SIRADEL et permettra à l’entreprise de développer des feuilles de route commerciales et technologiques fiables et réalistes pour ses clients.

Le projet proposé représente également un investissement en Ontario pour de nouveaux changements technologiques dans l’industrie des télécommunications. Il s’agit d’une valeur stratégique pour l’Ontario, car la province génère actuellement 50 % des revenus du Canada dans le secteur des TIC.

Dispositifs informatiques innovants

En général, si un utilisateur n’est pas disposé / capable de mettre en œuvre lui-même la solution, la connexion d’équipement de capteur et d’actionneur à un ordinateur conduit généralement à des achats disproportionnellement coûteux de matériel ou de logiciels propriétaires, ce qui nécessite souvent encore un investissement de temps considérable. L’objectif de notre entreprise prévue est de fournir des équipements électroniques connectés à un ordinateur abordables aux particuliers et aux entreprises du monde entier. Nos appareils : (1) effectueront l’acquisition et le contrôle de données du matériel externe, c’est-à-dire des opérations d’entrée/sortie (E/S) ; ou (2) accélérer les calculs à forte intensité de calcul. Pour être en mesure d’accomplir l’une ou l’autre de ces tâches, nous tirerons parti des puces électroniques reconfigurables, qui peuvent mettre en œuvre presque n’importe quel traitement numérique à grande vitesse compte tenu d’un nombre limité de portes logiques.  Nous offrirons des cartes polyvalentes qui peuvent être réutiliser rapidement et à peu de frais pour accomplir des tâches dont le besoin est communément nécessaire. Notre premier produit prévu sera un oscilloscope numérique avec une meilleure offre de vitesse et de fonction, pour un prix donné.

Système de traduction de dialogues parlés de nouvelle génération

Cette proposition décrit un projet de recherche vers un système d’application de dialogues parlés qui contient un large éventail d’applications potentielles. En particulier, la proposition décrit un système qui sera développé et peut être intégré dans des appareils portatifs où un utilisateur peut parler au système dans la langue préférée et le système produit une traduction parlée de ce qui est dit dans une autre langue (par exemple, du japonais à l’anglais ou vice versa). La barrière linguistique entre deux partenaires de dialogue parlant des langues différentes peut être comblée à l’aide d’un tel système. Le projet proposé couvre plusieurs domaines de recherche : des connaissances et une expertise en reconnaissance vocale automatique (ASR), compréhension du langage parlé (SLU), récupération d’informations (IR), conception de dialogues parlés (SDD), génération de langage naturel (NLG), synthèse vocale et technologies de télécommunication mobile sont nécessaires. L’avantage attendu pour le partenaire industriel est d’utiliser les résultats de recherche de ce projet dans un produit commercial.

Développement et mise en œuvre d’un amortisseur de configuration de fourche viscoélastique (FCD), pour améliorer les performances dynamiques des bâtiments de grande hauteur

L’objectif du projet est de développer davantage l’amortisseur de configuration de fourche – FCD (brevets en instance dans 7 pays) pour permettre sa mise en œuvre dans des structures réelles et sa commercialisation par l’intermédiaire d’une entreprise en démarrage de l’Université de Toronto. Le FCD est une nouvelle technologie d’amortissement développée à l’Université de Toronto pour atténuer les vibrations du vent et des tremblements de terre des immeubles de grande hauteur en augmentant le niveau d’amortissement visqueux distribué dans la structure. Le FCD est intégré dans des configurations structurelles qui sont couramment utilisées pour les bâtiments de grande hauteur. Non seulement le FCD réduit les vibrations du vent, mais si un événement extrême se produit (comme un grand tremblement de terre), les dommages structurels sont concentrés dans les DCF tandis que d’autres éléments de la structure sont protégés. Cela permet une inspection, une réparation et un remplacement rapides du DCF à la suite d’un événement extrême. Les travaux de recherche et de développement seront axés sur l’élaboration des outils nécessaires pour permettre aux ingénieurs de mettre en œuvre cette nouvelle technologie au Canada et dans le monde. Au cours de l’interaction avec les principaux concepteurs de gratte-ciel structurels, des stratégies pour fournir des ventes techniques de haut niveau seront également développées et alimenteront l’entité qui commercialisera cette nouvelle technologie.

Contrôle actif du débit à l’aide d’actionneurs à plasma pour la réduction de la traînée des aéronefs

De nouvelles technologies sont nécessaires pour atteindre les objectifs environnementaux fixés pour l’avenir du transport aérien et terrestre, et pour réduire la dépendance aux combustibles fossiles pour la production d’électricité. Le présent projet vise à mettre au point une nouvelle technologie de contrôle de débit, qui peut générer des améliorations aérodynamiques significatives, conduisant à la réduction de la traînée aérodynamique des véhicules aériens et terrestres, et à une meilleure efficacité et durabilité des éoliennes. La technologie de contrôle de débit proposée combine des actionneurs à plasma, comme l’un des dispositifs de manipulation de flux les plus récents et les plus efficaces, avec une approche moderne de contrôle de flux basée sur les instabilités de débit secondaires. Tout au long du projet, les éléments matériels prototypes de cette technologie de contrôle de débit seront développés sur la base de la recherche et de l’expérimentation en soufflerie. Les résultats du projet jetteront les bases scientifiques et technologiques pour les industries concernées, afin d’utiliser la technologie de contrôle de débit de l’actionneur à plasma pour développer des véhicules plus économes en carburant, ainsi que des éoliennes plus efficaces et durables.

Peptides macrocycliques en tant que sondes chimiques pour les interactions protéine-protéine

Les peptides contrôlent une vaste gamme de processus intra- et intercellulaires. Cependant, les peptides linéaires souffrent d’instabilité et de mauvaise perméabilité cellulaire, ce qui limite leur application en tant qu’agents thérapeutiques. Contrairement aux peptides linéaires, les variantes cycliques sont plus résistantes aux exo- et aux endoprotéases, ce qui explique le potentiel thérapeutique de cette classe de molécules. Les macrocycles peptidiques ont montré une capacité remarquable pour le réglage fin fonctionnel.

L’analyse de la signalisation cellulaire dans le cancer a identifié une pléthore de voies de signalisation qui sont impliquées dans l’initiation et la progression du cancer. Certains systèmes de signalisation sont caractérisés par l’enrichissement dans des classes de domaine modulaire spécifiques. Puisque ces domaines se lient des peptides courts, il devrait être possible de concevoir des macrocyles spécifiques qui présenteraient les séquences correspondantes d’acides aminés sous une forme conformationnellement biaisée. Cette stratégie fournirait un moyen efficace de développer des traitements anticancéreux potentiels.

Accroître la valeur économique des essences de bois non commerciales grâce à des systèmes de pigmentation fongique induite

Cette recherche propose d’étudier l’écaillage (pigmentation naturelle du bois par les champignons) comme méthode de création de produits du bois à valeur ajoutée.  Plus précisément, cette recherche se concentrera sur le développement de la création de bois de couleur naturelle pour des applications commerciales, ainsi que sur l’augmentation de la valeur du bois de pin teinté de bleu produit par inadvertance par le dendroctone du pin ponderosa.  Les avantages de cette recherche pour l’industrie comprennent une valeur accrue pour le bois d’œuvre de faible et de grande valeur produit par l’entreprise, et l’acquisition d’un pied dans le marché nouvellement développé pour le bois écaillé – un marché dans lequel très peu d’industries sont actuellement engagées.

Logiciel de communication prothétique pour les personnes ayant des besoins spéciaux

Mon objectif est de développer de nouvelles approches dans les technologies de la parole pour les utilisateurs physiquement ou cognitivement défavorisés. Cela comprend l’application des algorithmes spécialisés de reconnaissance vocale automatique (ASR) développés au cours de ma recherche doctorale sur des outils du monde réel pour les locuteurs atteints de troubles de la parole. Par exemple, je développerai une interaction homme-humain assistée par logiciel dans laquelle la parole qui est inintelligible en raison d’un handicap physique est modifiée pour produire un équivalent plus compréhensible. Cela impliquera des transformations acoustiques et un prétraitement de la reconnaissance vocale. Une grande partie de mes recherches postdoctorales consisteront à appliquer mon expertise en ASR pour le discours atypique au projet COACH du professeur Mihailidis. Ce projet fournit des technologies qui soutiennent intelligemment les personnes âgées ayant des besoins spéciaux (p. ex. démence) dans leur environnement familial. J’intégrerai un logiciel asr spécialisé dans COACH qui interagira dans un dialogue avec les personnes âgées et répondra aux situations d’urgence. Ce logiciel sera développé chez Quillsoft Ltd. et sera intégré à leur produit phare, SpeakQ.

Optimisation des mesures pour la localisation à l’aide de cartes radio modélisées et de la détection de compression

Les informations de localisation sont un catalyseur important pour les services contextuels et l’amélioration du système de communication. La localisation peut être effectuée en comparant les lectures de puissance de tous les émetteurs sans fil environnants à une base de données de ces lectures à tous les endroits possibles, connue sous le nom de carte radio. Pour que ce processus de localisation fonctionne, le système a besoin de cartes radio précises. Notre partenaire industriel, Siradel, a conçu un logiciel pour créer des estimations modélisées de cartes radio pour n’importe quel site, qui doivent être affinées avec des mesures. Ces mesures sont coûteuses si un haut niveau de précision est requis.

Notre rôle est de développer des schémas de mesure limités (schémas effectuant un petit nombre de mesures) qui peuvent augmenter la précision des cartes radio modélisées, améliorer la fidélité de l’estimation de l’emplacement à l’aide des cartes radio améliorées, et mettre à jour et affiner dynamiquement la carte radio en fonction des changements de site.

Les résultats de ce projet aideront notre partenaire industriel à affiner ses cartes radio modélisées à un coût de mesure minimal et à construire des systèmes de localisation précis et abordables qui sont facilement commercialisés.

Réduction du curseur de pe pour améliorer l’intégrité du signal dans les communications de données à grande vitesse

À mesure que les taux de transmission de données augmentent, la qualité de transmission sur les canaux existants se dégrade. Des techniques avancées de traitement du signal pour compenser les mécanismes qui dégradent la qualité de transmission sont connues. Les études de simulation menées aux débits de données proposés pour les produits de communication de données de prochaine génération montrent que le brouillage inter-symboles (ISI) du curseur devient un facteur important de dégradation de la qualité de transmission. Dans les produits de la génération précédente, ce mécanisme a été un contributeur insignifiant ; peu d’efforts ont été faits pour explorer les techniques de lutte contre l’ISI précurseur. Les entreprises à l’avant-garde de la conception de nouvelles techniques pour lutter contre les effets qui dégradent l’intégrité du signal (comme le curseur ISI) ont un avantage sur les autres. Gennum croit que le résultat de ces travaux postdoctoraux donnera lieu à des techniques pour compenser l’ISI de pré-curseur et peut également donner lieu à de nouvelles idées pour atténuer d’autres contributeurs dégradants sur l’intégrité du signal. Le résultat apportera des progrès dans le domaine du traitement du signal et pourrait positionner Gennum comme le principal fournisseur de produits de communication de données de prochaine génération.

Analyse d’extrait d’hormone stéroïde indolore à l’aide de microfluidique numérique

Les mesures quantitatives d’hormone stéroïde sont un pilier dans le domaine de l’endocrinologie clinique, en raison de leurs effets dans une myriade de processus de maturation aux cancers hormono-sensibles. Les protocoles conventionnels d’essai d’hormone stéroïde exigent une prise de sang de venopunture (~5 mL) suivie d’un immunoessai de longue durée (~2 heures) chaque fois qu’une hormone simple est examinée. En réponse à ce problème (et à cette opportunité), le Wheeler Lab a développé une méthode s’appuyant sur la microfluidique numérique couplée à la chromatographie liquide - détection par spectrométrie de masse en tandem (LC-MS / MS). Les principaux avantages de notre méthode sont la taille réduite de l’échantillon (~ 1 μL) et le temps requis (~ 20 min) pour l’analyse. Notre objectif est de commercialiser cette technique par le biais d’une start-up. Cependant, pour attirer l’investissement, nous devons : (1) valider la méthode d’analyse d’oestrogène (2) étendre la méthode d’extraction aux hormones stéroïdes multiples et (3) développer un dispositif prototype alpha. Le financement de la bourse stratégique MITACS sera un moyen d’accomplir ce travail.

L’ablation au laser à froid comme outil novateur pour les applications biodiagnostiques et la découverte de biomarqueurs

Nous avons développé une plate-forme technologique qui nous permet d’obtenir des informations quantitatives sur les biomarqueurs beaucoup plus rapidement que possible actuellement, sans avoir besoin d’utiliser des anticorps coûteux pour la détection. Notre plate-forme permet la détection simultanée de nombreux biomarqueurs à la fois. Cela réduit le temps et le coût associés au biodiagnostic, et contribuera directement à la santé publique en fournissant une plate-forme fiable pour la détection précoce de nombreuses maladies.