Projets innovants réalisés

Limites de performance et de mise en œuvre du relais bidirectionnel simultané

Le relais sans fil a récemment été proposé comme une méthode prometteuse dans les communications sans fil qui offre une amélioration considérable des performances sans avoir besoin de puissances de transmission élevées. Son fonctionnement est basé sur le concept de déploiement de terminaux de relais afin de transmettre les informations envoyées par un terminal source à un terminal de destination. De cette façon, le système est capable de surmonter les obstacles potentiels entre la source et la destination et peut tirer parti des multiples chemins disponibles et ainsi exploiter les effets bénéfiques de la diversité spatiale.

Contrairement au relais semi-duplex, dans le relais bidirectionnel simultané, le terminal de relais reçoit l’incident de signal du terminal source et l’expédie à la destination dans le même intervalle de transmission, sans aucune sorte de mise en mémoire tampon [1]-[2]. L’avantage de cette retransmission simultanée est une efficacité accrue en termes de débit de données transmis, avec un certain coût de performance. C’est-à-dire que permettre à la transmission et à la réception de se produire en même temps offre un débit de données équivalent aux schémas de communication sans fil conventionnels où aucun relais n’a lieu, mais le message reçu au relais est corrompu par le signal transféré en même temps, provoquant une auto-interférence qui conduit à une dégradation des performances. À cette fin, la portée principale de ce projet est d’étudier en profondeur le potentiel du relais fullduplex, en tenant compte conjointement du débit de données pratiquement réalisable, ainsi que des limites de performance dues à l’auto-interférence susmentionnée. En plus de l’analyse théorique, la recherche prévue inclura les contraintes pratiques potentielles de la mise en œuvre du relais duplex intégral dans les applications où des relais fixes (c.-à-d. basés sur l’infrastructure) ou des relais mobiles sont déployés. À cet égard, compte tenu de la possibilité de séparer les antennes d’émission et de réception au terminal de relais, le potentiel de relais duplex intégral sera examiné et analysé en fonction de l’isolation entre les extrémités de réception et d’émission. Dans le même contexte, l’efficacité des méthodes d’annulation du brouillage employées au terminal de relais sera étudiée, tant en termes de performances réalisables
et la complexité, en tenant compte des problèmes de faisabilité qui peuvent être rencontrés dans les configurations pratiques. Les résultats seront ensuite comparés à ceux du relais semi-duplex, à la fois en termes de performances de diversité et de débit de données réalisable, visant à une comparaison large et approfondie entre le relais bidirectionnel simultané et son homologue semi-duplex.

L’étudiant de Globalink se joindra au laboratoire de communications sans fil du Département de génie électrique et informatique de l’Université de la Colombie-Britannique et mènera des recherches dans le domaine du relais duplex intégral. La partie théorique du projet comprendra la modélisation mathématique du problème, l’écriture de programmes informatiques pour simuler le relais duplex intégral, ainsi que l’analyse du rendement.

Étude expérimentale de l’interaction des fibres avec un réseau de cylindres

L’étudiant Globalink aidera un étudiant diplômé à développer l’appareil illustré à la figure 1. Il/elle mènera ensuite des expériences sur des fibres de longueurs, de diamètres et de propriétés mécaniques variables et développera une corrélation pour prédire le piégeage des fibres en fonction des variables non dimensionnelles pertinentes.

Cellules solaires à base de protéines photosynthétiques

L’étudiant aidera à la conception, à la mise en œuvre et à la mise à l’essai des cellules solaires.  Les tâches comprennent l’analyse de l’efficacité ultime de diverses conceptions, la mise à l’essai d’électrodes solaires, l’aide à la conception de cellules solaires à l’état solide, la modélisation des appareils et / ou la mesure de la performance des appareils.

Réseau de capteurs de surface corporelle sans fil pour des applications biomédicales

Le stagiaire s’attaquera à un domaine clé du projet et sera responsable de la mise en œuvre matérielle et logicielle de ce domaine, y compris la conception et le développement de composants et de bibliothèques logicielles, l’intégration de ces parties dans le reste du système et la réalisation de tests.

Structure et fonction de nouveaux peptides antimicrobiens directs et immunomodulateurs

Extension de l’algorithme d’empreintes digitales d’image et de vidéo des niveaux de gris au domaine de couleur

Examen de la réponse de l’équilibre debout humain avec un contrôle indépendant de la cheville

L’équilibre debout est contrôlé par plusieurs entrées, y compris la vision, le sens vestibulaire et la proprioception de la cheville
Les études de recherche dans ce domaine engagent activement et manipulent ces mécanismes d’entrée pour examiner leur
effets sur la sortie de l’équilibre, principalement l’actionnement musculaire dans les membres inférieurs. Bien que des progrès importants aient été réalisés
a été faite, il est souvent difficile d’isoler une seule entrée et de tester ses résultats sur la sortie. Le robot unique
for Interactive Sensor Engagement and Rehabilitation (RISER) a été développé dans le CARIS de l’Université de la Colombie-Britannique
laboratoire pour contrôler chaque sens indépendamment afin d’approfondir notre compréhension du contrôle de l’équilibre humain
et de présenter de nouvelles possibilités pour le contrôle des robots bipèdes [4]. Nous avons l’intention d’utiliser ce système et le
des stratégies élaborées pour aider à réhabiliter en toute sécurité les personnes qui ont perdu la capacité d’équilibrer.

Pour le projet MITACS, nous proposons que l’étudiant élargisse notre recherche en : a) intégrant la nôtre
système à deux axes « inclinaison de la cheville » avec la plate-forme pour contrôler l’angle de la cheville dans le plan sagittal, efficacement
découplage proprioception de la cheville de l’entrée vestibulaire ; b) contrôler le mouvement entre la plate-forme basculante
et la plate-forme Stewart dans notre programme LabVIEW existant ; c) la réalisation d’une expérience préliminaire pour
déplacer le système « inclinaison de la cheville » tout en maintenant la base de mouvement stable, de sorte qu’un sujet aux yeux bandés soit
éprouver un mouvement de la cheville, mais aucune stimulation vestibulaire ou visuelle correspondante ; et d) raffiner notre
modèle mathématique d’équilibre humain à la suite des expériences.

Débroussaillage EEG en temps réel – Mise en œuvre de LabView/FPGA

Le candidat aura la chance de combiner les aspects théoriques du traitement du signal biomédical avec la mise en œuvre pratique du matériel dans le module reconfigurable et d’aider le processus expérimental de collecte de données dans le laboratoire de physiologie sensorimotrice.

Comprendre les scènes à l’aide de la vision et de la détection de portée

Le projet Curious George vise à construire un système de modélisation spatiale-sémantique comprenant un apprentissage automatisé de l’apparence des objets et des relations objet-lieu à partir d’une base de données annotée en ligne, et l’application de ces relations à une variété de tâches du monde réel. Le système physique actuellement mis au point à l’Université de la Colombie-Britannique, un robot mobile à guidage visuel, peut reconnaître des objets dans un environnement basé sur des images recueillies sur le World Wide Web, comme le démontre un concours international connu sous le nom de Semantic Robot Vision Challenge. L’équipe de l’Université de la Colombie-Britannique a remporté ce concours à l’AAAI 2007 à Vancouver et au CVPR 2008 à Anchorage, et a remporté la division des logiciels en 2009.

Récemment, nous avons commencé à travailler sur l’étiquetage de nouvelles scènes avec des informations de lieu en utilisant la relation objet-lieu automatiquement extraite du Web. Un étudiant d’été travaillant dans notre laboratoire nous aiderait à intégrer nos technologies existantes pour donner à notre système robotique la capacité d’effectuer une reconnaissance d’objets de pointe et de créer des cartes de lieux sémantiques d’environnements réalistes.  En fin de compte, le système de reconnaissance et de cartographie des lieux sur nos robots constituera la base des robots domestiques et des robots d’assistance pour les soins à domicile. Il existe un large éventail d’opportunités dans le projet, allant de l’exploration du Web pour des images et des informations sémantiques sur les scènes à travailler avec des robots mobiles sur l’exploration de zones à la recherche d’objets.

L’étudiant travaillera en étroite collaboration avec des étudiants des cycles supérieurs pour développer et maintenir des sous-systèmes permettant au robot de comprendre les images de plage.  Les nouveaux développements dans la détection de portée tels que l’interface de plage Microsoft (prévue pour novembre) vont révolutionner la détection.

Amélioration du résumé textuel du code source à l’aide de l’allocation de Dirichlet latente (LDA)

Conception de protocole de couche de transport pour les systèmes radio cognitifs

Des études récentes ont montré que de nombreuses bandes de spectre autorisées sont sous-utilisées, qui se forment
trous de spectre [1]. Le concept de radio cognitive a été introduit afin d’augmenter le
utilisation du spectre [2]. Dans les systèmes de radio cognitive [3], les utilisateurs non autorisés (qui sont également
appelés utilisateurs secondaires) peuvent effectuer une détection sur un large éventail de bandes de spectre. L'
les utilisateurs secondaires peuvent accéder de manière opportuniste aux bandes sous licence inutilisées à partir de l’héritage
les détenteurs de fréquences (qui sont aussi appelés utilisateurs principaux). Dans l’ordre des mots, les utilisateurs secondaires
peut utiliser les bandes sous licence disponibles pendant la période de temps où les utilisateurs principaux pour
ces bandes sont inactives.

L’objectif de ce projet est de concevoir et d’évaluer la performance des protocoles de la couche de transport
pour les systèmes radio cognitifs. En particulier, nous concevrons l’adaptation des tarifs et le contrôle de la congestion
algorithmes qui peuvent bien s’adapter aux changements rapides de la bande passante disponible.

Les tâches de l’étudiant comprennent : la lecture de fond et l’enquête sur la littérature, l’adaptation des taux et la conception du protocole de contrôle de la congestion, l’évaluation et la comparaison du rendement et la préparation du rapport. L’étudiant fera également une présentation à d’autres étudiants des cycles supérieurs du groupe de recherche sur les communications et le réseautage de l’Université de la Colombie-Britannique.

Caractérisation universelle des dispositifs optiques quantiques : théorie et pratique

La vision principale de la recherche de mon groupe est de mettre en œuvre la lumière comme principal support physique pour le traitement de l’information quantique. La lumière est un agent de communication idéal : parce que l’énergie du photon est normalement beaucoup plus élevée que la température moyenne de l’environnement, elle peut se propager sur plusieurs kilomètres sans perdre l’information qu’elle transporte. Par conséquent, quel que soit le système physique qui sera la base des futurs ordinateurs quantiques, ces ordinateurs devront utiliser des photons pour se parler. En outre, même si les scientifiques ne parviennent pas à développer des ordinateurs quantiques dans un avenir proche, la technologie de l’information quantique-optique est toujours utile comme outil pour les protocoles de communication confidentiels dont la sécurité est garantie par les lois fondamentales de la nature.

Bien que les applications initiales aient montré la promesse de notre approche, des travaux supplémentaires sont nécessaires afin de faire de cette procédure une norme universelle pour la caractérisation des dispositifs quantiques. En particulier, un cadre algorithmique robuste pour la reconstruction du processus doit être élaboré. Nous aimerions généraliser l’algorithme du maximum de vraisemblance pour la tomographie par état quantique [3] afin d’estimer le tenseur de processus et ses incertitudes directement à partir des données expérimentales acquises dans la détection homodyne, en supprimant l’étape intermédiaire de reconstruction pour les états cohérents « sonde ». Cet algorithme améliorera la stabilité de la reconstruction et garantira un résultat physiquement cohérent.

Nous devons également améliorer notre compréhension de nombreuses questions pratiques impliquant notre tomographie de processus, telles que mieux comprendre les sources d’erreur dans notre procédure et développer une technique fiable pour estimer cette erreur et déterminer l’ensemble des états cohérents pour lesquels les mesures doivent être effectuées afin d’atteindre un niveau requis de précision dans la reconstruction du processus.

Si l’étudiant préfère la théorie, il peut, par exemple, élaborer l’algorithme direct de reconstruction de processus à partir des données expérimentales. Du côté expérimental, l’étudiant peut participer à une expérience sur la tomographie de processus des opérateurs de création et d’annihilation.