Projets innovants réalisés

Détection basée sur un modèle du comportement émergent dans les systèmes distribués

L’absence de contrôle central dans les systèmes distribués rend l’analyse et la conception de ces systèmes une tâche difficile.  En fait, de nombreux défauts sont introduits dans le système à ce stade du cycle de vie du développement logiciel.  Par conséquent, il est grandement souhaitable de découvrir et de supprimer la validation de conception des systèmes logiciels distribués avant la phase de mise en œuvre, car cela se traduit par d’énormes économies de temps et de coûts.  Une approche efficace et efficiente pour décrire les exigences des systèmes distribués consiste à utiliser des scénarios.  Les scénarios sont généralement représentés à l’aide de diagrammes de séquence de messages ou de diagrammes de séquence.  Bien que les spécifications fondées sur des scénarios fournissent un moyen puissant de présenter l’information, elles sont également sujettes à des lacunes subtiles telles que l’incomplétude et les contradictions potentielles entre les scénarios.  De plus, pour le développement de systèmes distribués plus importants, il est souvent souhaitable de s’assurer que certains scénarios n’apparaissent pas dans le comportement du système.  Cette recherche propose des méthodologies systématiques et automatisées pour assurer l’absence de comportement émergent dans les systèmes distribués à l’aide de spécifications basées sur des scénarios.

Évaluation des risques écologiques des contaminants liés aux sables bitumineux pour la biodiversité aquatique

L’étude exhaustive sur la charge de contaminants du ministère de l’Environnement de l’Alberta, située dans la zone d’exploitation des sables bitumineux de l’Alberta, est conçue pour documenter le flux de contaminants (provenant de sources anthropiques et naturelles) dans l’environnement et leurs effets sur la biodiversité et la santé humaine. Le projet proposé pour ce stage couvrira les impacts et les risques pour l’écosystème aquatique et constitue un élément crucial de l’étude globale. Cette composante prendra des données d’entrée des charges de contaminants de l’air, de l’eau, du sol et des sédiments (soit au moyen de données sur le terrain, soit de prévisions modélisées) et modélisera le flux de contaminants dans le réseau trophique aquatique. Le devenir et l’impact des contaminants sur les invertébrés, les poissons et d’autres guildes seront modélisés en fonction de la charge dans l’environnement. À l’aide de ce cadre, des analyses de l’état actuel et futur peuvent être effectuées pour comprendre l’impact potentiel de l’exploitation des sables bitumineux à l’avenir.

Conception et développement d’un cultivateur mécanisé et d’un transplanteur de semis

L’objectif du projet sera de concevoir et de soutenir la fabrication d’un mécanisme de plantation de culture automatisé. La tâche du planteur / cultivateur sera de transplanter 3 rangées de semis, avec un espacement variable, un seul passage.  Un objectif de production de 1200 arbres par heure est souhaité.  Il y a beaucoup de défis de conception présents dans ce projet.  Pour réussir, les conceptions devront intégrer de nombreux domaines du génie mécanique et électrique tels que l’hydraulique, les capteurs, les systèmes de contrôle, la mécanique des fluides et la mécanique des solides.  Une tâche majeure sera de transférer les semis qui sont conservés dans des plateaux de magasin, au mécanisme de plantation.  Les conceptions doivent également être faciles à utiliser ; pour s’assurer que le stress sur l’opérateur est minimisé.  La robustesse sera également un facteur car la machine doit être utilisée dans des endroits éloignés où l’entretien et la réparation seront très coûteux.   

Les différences biomécaniques entre la béquille SideStix et une béquille traditionnelle de l’avant-bras

De nombreuses personnes ayant un handicap physique dépendent de béquilles d’avant-bras pour les aider à marcher. Bien que les béquilles de l’avant-bras soient utiles, de nombreuses personnes subissent des blessures de surutilisation à la suite de l’utilisation de la béquille de l’avant-bras. Les blessures aux poignets, aux coudes et aux épaules sont généralement expérimentées avec l’utilisation à long terme de la béquille de l’avant-bras. Le projet de recherche examinera les différences entre la béquille traditionnelle de l’avant-bras et une béquille SideStixä nouvellement développée. Le SideStixäcrutch a été développé avec un dispositif en forme de ressort et des repose-pieds rotatifs. On émet l’hypothèse que la nouvelle béquille changera efficacement le mouvement du corps tout en marchant à la béquille tout en réduisant l’impact sur le corps. SideStixä Ventures Inc. bénéficiera grandement de ce projet en comprenant comment leur béquille influence la marche et il peut réduire les blessures de surutilisation. 

Modélisation du transport microbien et de l’inactivation dans un réacteur UV à canal ouvert à divers régimes hydrauliques

En raison des pénuries potentielles d’eau douce, en particulier dans les régions arides et semi-arides, le traitement des eaux usées est de plus en plus considéré comme une alternative aux sources d’eau conventionnelles telles que les eaux de surface et les eaux souterraines. Étant donné que le risque d’exposition humaine aux agents pathogènes dans l’eau recyclée a été une préoccupation pour les organismes de réglementation, les normes de traitement doivent être rigoureuses et le système de désinfection doit être soigneusement validé et utilisé correctement.

Au cours de la dernière décennie, la désinfection aux ultraviolets dans les flux en canal ouvert est devenue une technologie « verte » sans produits chimiques nocifs utilisés pour le traitement et sans sous-produits de désinfection importants laissés dans l’effluent. Récemment, la compréhension détaillée des processus de désinfection a été rendue possible grâce à l’utilisation de modèles informatiques.

Cependant, les modèles prédictifs pour les réacteurs UV à canal ouvert ont été trop simplifiés ; en conséquence, des questions importantes telles que la cinétique de l’inactivation des organismes en tant que phénomènes de transport en surface libre n’ont pas été abordées à ce jour. Cette étude examinera le rôle du transport microbien et de l’inactivation qui se produisent à la surface libre ainsi que l’impact de la variabilité de la qualité des eaux usées sur la cinétique de désinfection UV et le rendement du réacteur à flux continu.

Imagerie par résonance magnétique sécuritaire des dispositifs interventionnels

La formation image de résonance magnétique (MRI) est une modalité non-ionizing ; par conséquent, il n’y a aucun dommage connu sur le tissu humain par opposition aux modalités ionisantes de formation image, telles que la radiographie. Les procédures interventionnelles prennent beaucoup de temps et afin de prévenir l’ionisation, l’IRM interventionnelle est très prometteuse. D’autre part, il y a des soucis de sécurité en raison de l’élévation possible de température sur des fils conducteurs de transport de courant, tels que des fils de guidage et des aiguilles de biopsie, pendant des balayages de RM quand il est inséré à l’intérieur du corps humain. Dans ce projet, nous visons à éliminer l’élévation de température dangereuse en utilisant différentes méthodes et à améliorer la sécurité des appareils utilisés dans l’IRM interventionnelle.

Essais de l’usine pilote mobile de pyrolyse d’Agri-Therm Inc.

Applications basées sur la virtualisation pour l’informatique en nuage dans la recherche biomédicale

Le projet comprendra la recherche et le développement de nouvelles technologies pour le calcul distribué, en mettant l’accent sur les applications en biologie computationnelle et en bioinformatique comme on le rencontre régulièrement dans notre propre laboratoire. Cette recherche sera menée à l’aide de Copper, la plateforme de calcul en grille de GridCentric, qui est basée sur un système de recherche antérieur développé à l’Université de Toronto appelé Snowflock. Snowflock/Copper permet une utilisation très flexible et dynamique des ressources matérielles informatiques en créant rapidement des copies identiques de machines virtuelles configurées pour fonctionner en parallèle sur des charges de travail distribuées. Notre projet devrait générer des résultats dans la recherche de logiciels de systèmes qui seront d’un intérêt direct pour l’avancement technique des produits de GridCentric. En outre, le projet impliquera des études de cas du monde réel dans notre laboratoire de biologie computationnelle qui peuvent être exploitées pour construire des produits mieux ciblés sur les clients dans des domaines connexes, à la fois académiques et commerciaux.

Évaluation de la valeur nutritive des protéines animales transformées (farines de plumes) pour deux espèces de poissons importantes sur le plan commercial, la truite arc-en-ciel et le tilapia du Nil.

La farine de plumes est un aliment économique riche en protéines produit à partir de déchets générés par l’industrie de la transformation de la volaille. L’organisation partenaire, un fabricant d’aliments pour poissons basé en Ontario, bénéficierait grandement de la caractérisation précise de la valeur nutritive des farines de plumes pour différentes espèces de poissons élevées en Ontario. L’inclusion de farine de plumes pourrait améliorer considérablement la rentabilité des aliments pour poissons produits en Ontario. La comparaison de la valeur nutritive des farines de plumes produites selon différentes conditions de traitement est importante pour affiner la formulation des aliments et utiliser correctement cet ingrédient économique dans les aliments du bétail. Le projet comprendra l’évaluation de la valeur nutritive de différentes farines de plumes en réalisant des essais de croissance et de digestibilité à grande échelle avec deux espèces de poissons largement cultivées, à savoir la truite arc-en-ciel et le tilapia du Nil.

Explorer les effets du sélénium sur la survie des cellules pour améliorer la lactation des vaches laitières et la fonctionnalité de leur lait

Supra – la consommation nutritionnelle de sélénium organique (Se) réduit l’incidence et la progression de plusieurs types de cancer. La teneur en Se biologique du lait de vache peut être augmentée en complétant les régimes alimentaires des vaches avec du Se biologique. Des données préliminaires in vitro suggèrent que la supplémentation en Se des vaches pourrait améliorer la persistance du rendement laitier quotidien, ce qui est avantageux économiquement pour les producteurs laitiers de l’Ontario. Pour tester cette hypothèse, 4 niveaux différents de sélénium seront donnés aux vaches laitières en lactation et aux cellules épithéliales mammaires analysées pour les taux de prolifération et de mortalité. Cela sera suivi d’études examinant l’impact de la consommation de lait enrichi en sélénium sur la progression du cancer dans un modèle de rongeur. L’avantage pour Alltech sera double, 1) développer du lait nutraceutique humain enrichi en sélénium et 2) explication mécaniste pour améliorer la persistance de la lactation utlilizing Sel-Plex (Sélénium organique d’Alltech). La recherche fondamentale sur la dynamique des cellules mammaires peut donner un aperçu des modèles actuels de cancer du sein.

Le rôle des acides aminés essentiels dans la production de protéines de lait chez les vaches laitières en lactation

La recherche proposée vise à déterminer l’effet des perfusions d’acides aminés (AA) sur les protéines régulatrices synthétiques du lait présentes dans la glande mammaire de la vache laitière en lactation. Des recherches antérieures dans le domaine ont montré que les protéines appelées facteurs d’initiation eucaryotes (EIF), qui synthétisent les protéines par la traduction de l’ARNm, sont un point de régulation de la synthèse des protéines dans le foie, les muscles et éventuellement la glande mammaire. La glande mammaire utilise l’AA dérivé diététique pour synthétiser la protéine de lait. L’approvisionnement de certains AA peut augmenter la production de protéines de lait, bien que la régulation translationnelle de la synthèse des protéines du lait qui se produit pendant les perfusions d’AA ne soit pas connue. Le partenaire industriel produit des aliments pour vaches laitières au Canada et la recherche sera utilisée dans le développement de produits et de services pour les producteurs laitiers canadiens afin d’améliorer la capture des protéines alimentaires dans le lait et de réduire la perte d’azote dans l’environnement. 

Recherche sur le sérialiseur/désérialiseur multi-Gbps dans CMOS

Ce projet sera axé sur la communication à très haute vitesse le long des liaisons électriques. La clé de ces liens sont les circuits intégrés requis pour sérialiser et désérialiser de nombreux flux de données parallèles en un seul flux de données à des débits dépassant 1 Gb/s (c.-à-d. SerDes). Nous explorerons en collaboration le traitement du signal et les circuits nécessaires pour effectuer ces implémentations SerDes de manière robuste en présence de bruit et de déficiences de canal. Il s’agit d’un défi clé dans les activités de Synopsys, qui développe et vend activement SerDes I.P. à partir de son bureau de Mississauga, en Ontario. Synopsys a besoin d’avoir accès à la recherche et à l’innovation dans ce domaine pour maintenir sa position de leader dans l’industrie.