Projets novateurs réalisés

Batterie d’extension à haute énergie, RAnge pour véhicules électriques (HERA-EV)

Nous pouvons aussi relever les défis redoutables de l’appauvrissement des combustibles fossiles — ainsi que les gaz toxiques et à effet de serre émis par les véhicules à essence ou diesel — en remplaçant leur moteur à combustion interne par des batteries rechargeables. Ce projet porte sur le développement d’un système de batteries rechargeables entièrement sans métal et biocompatible qui concurrencera les homologues existants (batteries lithium-ion, LIB) dans les véhicules électriques (VE) actuellement en développement. Nous proposons ici de concevoir et développer des batteries à base d’anodes organiques sans dendrite, cathodes d’air poreuses et électrolytes en biopolymère solide, ayant une densité énergétique élevée, une durée de vie améliorée, un poids léger, moins coûteux et beaucoup plus sûrs que les LIB. Ce nouveau système de batterie rechargeable, sans métal, à faible coût et à semi-conducteurs, lorsqu’il sera équipé dans les véhicules Ford (Ford est le partenaire industriel de ce projet), améliorera non seulement leur autonomie entre recharges consécutives, mais offrira aussi une solution durable et écologique pour répondre aux problèmes environnementaux et à la demande énergétique croissante dans le secteur automobile.

Utiliser le sommeil par mouvement oculaire rapide (REM) pour permettre et améliorer la chirurgie clinique de l’épilepsie

Une crise est une urgence médicale. Une personne sur 10 sera frappée par au moins une crise dans sa vie. 1 personne sur 26 continue d’avoir des crises récurrentes : il s’agit d’épilepsie. Lorsque les médicaments ne fonctionnent pas, une chirurgie est nécessaire pour éliminer les crises de tissu cérébral. Malheureusement, beaucoup de personnes ne peuvent actuellement pas bénéficier de la chirurgie de l’épilepsie. Nos recherches exploiteront la puissance du sommeil onirique (mouvement oculaire rapide ou sommeil paradoxal paradoxal) pour aider à localiser d’où proviennent les crises. Grâce à ces informations, nous pouvons aider le chirurgien à orienter sur les endroits où effectuer une chirurgie d’épilepsie qui change la vie. Nos recherches s’associeront à la Fondation HSC, affiliée à l’hôpital phare de neurosciences du Manitoba (Centre des sciences de la santé), afin de poursuivre son objectif de faire progresser la recherche et les soins de santé de pointe au bénéfice de tous les Manitobains.

Cadre basé sur Edge-Twin pour des applications d’IA en temps réel dans les scénarios véhiculaires

L’informatique en périphérie devrait jouer un rôle transformateur pour les futures applications d’IA dans les réseaux 5G en rapprochant le provisionnement de ressources de type cloud des appareils qui disposent des données. Au lieu d’exécuter des applications d’IA gourmandes en ressources sur les appareils finaux, nous pouvons consolider leur exécution en périphérie, ce qui apporte de nombreux avantages, comme l’élimination du traitement redondant des tâches, l’exécution de tâches d’apprentissage automatique (ML) avec des ensembles de données importants et l’exécution de tâches ML dans un contexte spatial partagé par de nombreux appareils. L’inconvénient de l’utilisation de l’informatique en périphérie pour l’IA est la latence de transporter les données de l’appareil final (par exemple, un véhicule) vers les serveurs en périphérie, de les traiter là-bas et de ramener les résultats à l’appareil final. Ce projet se concentrera sur le développement d’un concept novateur de jumeau en périphérie qui étend l’idée du jumeau numérique pour maintenir l’état informatique dans les systèmes informatiques en périphérie. L’objectif de edge twin est de modéliser et de contrôler un système complexe d’IdO de manière très réactive. Pour atteindre cet objectif, nous allons explorer de nombreuses idées, dont l’une est le décalage temporel.

Développement d’un algorithme d’apprentissage automatique très précis limité par des données bien logarithiques et son application en classification lithologique

Le taux de réussite du forage est l’objectif le plus important pour toute compagnie pétrolière et gazière. Pour une entreprise en démarrage, toute défaillance en forage sera un désastre. À cette fin, la Petro-Lin Energy Corp. souhaite qu’en combinant des techniques matures de prédiction des hydrocarbures et de nouveaux résultats de recherche tels que l’apprentissage automatique, le taux de réussite de la prédiction des hydrocarbures, la base théorique du placement des puits puisse être fournie dans le champ pétrolifère de Roncott, ce qui améliorera le taux de réussite du forage. L’Université de Calgary est l’un des meilleurs instituts de recherche du Canada, notamment dans les domaines de la géophysique de l’exploration, du traitement des données sismiques et du génie pétrolier. D’autre part, Petro-Lin Energy Corp. collaborera avec des chercheurs de l’Université de Calgary pour accéder aux résultats de recherche les plus récents et à la technologie la plus avancée disponible pour le placement précis des puits, afin d’améliorer le taux de réussite du forage pour réduire les coûts de forage et l’impact environnemental, tout en permettant d’économiser efficacement les coûts de recherche du partenaire. De plus, au cours du projet de deux ans, le stagiaire recevra des activités pratiques sur les problèmes de l’industrie et d’autres formations.

Redéfinir les vagues fluviales récréatives

Le surf sur les vagues était traditionnellement limité aux océans. De nos jours, il devient de plus en plus populaire dans les rivières. Bien qu’il existe quelques vagues naturelles surfables dans les rivières, les constructions humaines peuvent fournir des vagues même là où elles n’existent pas naturellement. Cependant, il n’y a pas assez de soutien académique pour la conception et la construction de ces vagues. Dans ce projet, le stagiaire en recherche utilise des modèles physiques de rivières pour simuler les vagues de surf sur la rivière. Le partenaire industriel définit les problèmes et idées existants de la construction par vagues, résultat de 10 ans d’expérience en construction à travers le monde. Le superviseur académique apporte la théorie de l’hydraulique et l’approche scientifique pour aider à résoudre le problème. L’objectif principal de la recherche est d’optimiser et de développer une structure ajustable pour la formation d’ondes. Comment sculpter des vagues sûres et plus attrayantes avec des formes dynamiques est la question à laquelle on répondra.

Formation basée sur les compétences pour les professionnels du côté aérien

Ce projet analysera les compétences (connaissances, compétences et attitude) des professionnels du côté aérien effectuant le roulage au sol d’un aéronef dans un environnement aéroportuaire opérationnel. L’analyse cognitive des tâches et les méthodologies de modélisation par consensus seront utilisées pour identifier les compétences et élaborer un cadre de compétences pour la tâche. En fonction du cadre de compétences, des mises en œuvre de formation (y compris celles utilisant la réalité virtuelle et/ou augmentée, la ludification et d’autres technologies immersives) seront développées et évaluées afin d’évaluer l’efficacité de ces approches.
Ce travail est important parce que l’erreur humaine des travailleurs du côté aérien peut causer des dommages aux aéronefs, des blessures à des personnes, une perte de temps entraînant des retards de vol coûteux et d’autres coûts opérationnels importants (comme la perte de bagages). L’éducation basée sur les compétences est de plus en plus utilisée en aviation pour aligner la formation avec la compétence professionnelle réelle requise pour accomplir une tâche de façon sécuritaire et efficace. Ce projet évaluera plusieurs méthodologies dans l’identification des compétences, dont les résultats peuvent se traduire à d’autres postes professionnels.

Tests d’intrusion auto-adaptatifs avec agents intelligents renforcés en profondeur

Le test d’intrusion est une tactique de sécurité clé, où les défenseurs agissent comme un attaquant pour prédire les actions de ce dernier et développer une défense efficace. Cependant, pour les infrastructures cyber-physiques à grande échelle comme le réseau intelligent, les tests d’intrusion traditionnels sur des appareils ou réseaux individuels sont insuffisants pour épuiser toutes les failles potentielles ou révéler des vulnérabilités au niveau de l’infrastructure invisibles pour le système local. Le projet vise à combler l’écart en développant des agents autonomes collaboratifs capables d’inspecter une infrastructure à grande échelle afin d’identifier des vulnérabilités critiques qui seraient autrement invisibles pour les opérateurs et les défenseurs. À cette fin, le projet développera des agents innovants d’apprentissage par renforcement profond qui réaliseront automatiquement des tests d’intrusion dans des environnements dynamiques complexes et mettront à jour leurs stratégies de manière adaptative pour identifier les exploits les plus impactants. Le projet fournira une méthodologie systématique permettant une recherche proactive de vulnérabilités critiques dans les infrastructures intelligentes critiques connectées à la 5G et favorisera des actions de défense précoces pour atténuer les risques potentiels.

Conception et affinement d’un système de biocapteurs métabolomiques basé sur la couleur

Ce projet consiste à concevoir un appareil portable pour mesurer les concentrations de certains métabolites dans le sang ou l’urine d’une personne. C’est un appareil facile à utiliser qui se connecte à un téléphone intelligent pour afficher un résultat final basé sur la mesure de plusieurs composants afin de générer un diagnostic de santé précis. Différents tests peuvent être effectués sur le même appareil. L’appareil fonctionne en chargeant des puces fluidiques sur mesure contenant des réactions chimiques séchées. La puce déplace l’urine ou le sang vers les sites de réaction, où une réaction se produit, provoquant un changement de couleur proportionnel à la quantité du métabolite spécifique dans ce sang ou cette urine. L’appareil peut mesurer ce changement de couleur et le relier automatiquement à une concentration, et interpréter les résultats.

Approches d’apprentissage automatique et d’exploration de données pour les bâtiments intelligents

L’objectif de ce projet est de développer des algorithmes d’apprentissage automatique et d’exploration de données basés sur des données de capteurs communs non intrusives pour estimer et prédire l’occupation et les activités des bâtiments intelligents. Des rétroactions efficaces sont automatiquement fournies à l’utilisateur final pour impliquer les occupants et accroître leur conscience des systèmes énergétiques. Cela consiste à générer des rapports aidant l’occupant à comprendre son système de gestion énergétique et ainsi à participer au processus décisionnel. Le projet s’aligne directement avec la mission de l’IdO d’Ericsson et élargit ses opportunités potentielles d’opérateurs en explorant une dimensionnalité dans l’automatisation en temps réel, la surveillance et le suivi, ainsi que la surveillance intelligente. Cela renforce également la position d’Ericsson sur le marché de l’IdOT, qui prévoit un potentiel de revenus additionnel allant jusqu’à 36% (619 milliards USD) d’ici 2026. De plus, les techniques d’apprentissage automatique à développer peuvent facilement être adaptées à d’autres problèmes d’intérêt pour Ericsson.

Les mesures isotopiques stables du vanadium et du molybdène comme traceurs pour les procédés traités des sables bitumineux ont affecté l’eau

Le coke de pétrole (PC) est un sous-produit de l’extraction du pétrole brut des sables bitumineux dans le nord de l’Alberta et il a été démontré qu’il élimine efficacement les organiques acides extrayables totaux de l’eau affectée par les procédés des sables bitumineux. Ce traitement peut aussi entraîner une augmentation de certains métaux lourds dans l’eau traitée et il est important de distinguer les éléments dérivés du coke de ceux que l’on trouve naturellement. L’objectif du projet est de développer une compréhension des sources et des puits de vanadium et de molybdène dans l’eau traitée au coke de pétrole dans la région des sables bitumineux d’Athabasca. Ces connaissances peuvent être utilisées pour identifier et identifier les préoccupations environnementales potentielles.

Traitement à l’azote en jet latéral utilisant un système de bioréacteur à biofilm aéré par membrane (MABR) : une démonstration à l’échelle pilote

Les eaux usées municipales contiennent des nutriments excessifs qui, lorsqu’ils sont rejetés sans traitement adéquat, peuvent provoquer une eutrophisation dans les plans d’eau récepteurs. La liqueur de boue digérée, l’eau produite par le traitement des boues provenant des stations municipales d’épuration, contient de fortes concentrations d’ammoniac toxique pour la biote aquatique et nécessite un traitement supplémentaire. Des procédés plus récents et moins énergivores, comme les procédés de nitritation/anammox (oxydation anaérobie de l’ammonium), émergent, mais les informations sur la mise en œuvre de ces procédés à grande échelle sont limitées, surtout pour les opérations dans des conditions froides canadiennes.

Dans cette étude, nous proposons d’utiliser les procédés de nitritation/anammox à l’échelle pilote dans un réacteur à biofilm aéré par membrane (MABR) afin d’estimer les stratégies opérationnelles du traitement par alcool de boue riche en ammoniac. Cet objectif sera atteint grâce à des études multidisciplinaires combinant l’expertise en traitement des eaux usées, la microbiologie des biofilms et le développement de bioréacteurs de l’Université de l’Alberta, ainsi que la conception et l’exploitation de bioréacteurs à grande échelle par EPCOR.

Amélioration des procédures de collecte de données pour la détermination non destructive de la fertilité des œufs de poule à l’aide de l’imagerie hyperspectrale NIR

Les industries de l’écloserie font face à d’énormes pertes économiques de plusieurs millions de dollars, résultant de l’incubation d’œufs non fertiles qui ne deviendront jamais des poulets. Il y a donc un besoin urgent de techniques non destructrices pour prédire les œufs de poule de fertilité assez tôt (surtout avant l’incubation). Le projet vise à résoudre le problème identifié en optimisant les paramètres de modélisation et les performances des modèles d’œufs nouveaux et existants en utilisant une technologie d’imagerie hyperspectrale de pointe, en combinaison avec la reconnaissance de motifs et des analyses multivariées. Cette étude aboutira éventuellement à des modèles déployables de classification de la fertilité des œufs de poule utilisant une quantité adéquate d’éclairage des sources lumineuses, une position optimisée de l’orientation des œufs et des caractéristiques de modélisation ciblées appropriées. Les résultats de la modélisation seront éventuellement prêts à être déployés dans un système industriel de classification en ligne d’imagerie multispectrale pour les œufs de poule.